The Linked-Cell algorithm is used as an underlying data structure in Molecular dynamics simulations to store and organize particles. It allows us to quickly find neighbors of a particle within a given radius without checking all stored particles, which is necessary to effectively simulate short-range interactions. In this thesis, four different approaches for faster neighbor search and improved SIMD performance are presented and evaluated. First of all, the variation of the cell size is discussed, continuing with two schemes to combine multiple cells to maximize their performance using Single Instruction, Multiple Data operations. Further, the reduction of search space for possible neighbors using sorted cells is discussed. The last chapter deals with an outlook on adaptive approaches which allows a combination of different cell sizes and sorted cells. All these techniques show a performance improvement depending on the characteristics of the simulated experiment, especially on the density of particles and their distribution inside the domain.      «

The Linked-Cell algorithm is used as an underlying data structure in Molecular dynamics simulations to store and organize particles. It allows us to quickly find neighbors of a particle within a given radius without checking all stored particles, which is necessary to effectively simulate short-range interactions. In this thesis, four different approaches for faster neighbor search and improved SIMD performance are presented and evaluated. First of all, the variation of the cell size is discusse...     »

Der Linked-Cell Algorithmus beschreibt eine grundlegende Datenstruktur zum Speichern und Organisieren von Partikeln in Molekulardynamik Simulationen. Er ermöglicht insbesondere das schnelle Ermitteln von benachbarten Partikeln innerhalb eines festgelegten Radiusses, was für die effektive Simulation von Potentialen mit kurzer Reichweite unabdingbar ist. In dieser Thesis werden vier Möglichkeiten der Verbesserung der Nachbarschaftssuche und der beschleunigten Auswertung von SIMD Operationen präsentiert. Beginnend mit der Variation der Zellengröße, werden zwei Algorithmen zum Kombinieren mehrerer Zellen gezeigt, wodurch sich die Performanz von SIMD Operationen deutlich erhöht. Anschließend wird die Suchraumminimierung mit Hilfe der Sortierung von Partikeln innerhalb der Zellen diskutiert. Abschließend wird ein Ausblick auf adaptive Varianten des Linked-Cell Algorithmus gegeben, wobei eine Kombinierung von verschiedenen Zellgrößen sowie der Sortierung von Partikeln ermöglicht wird. Alle präsentierten Optimierungen zeigen eine Verbesserung der Performanz in Abhängigkeit von den Eigenschaften des simulierten Experiments. Insbesondere ist ein starker Einfluss der Partikeldichte und der Verteilung der Partikel im Simulationsgebiet zu verzeichnen.      «

Der Linked-Cell Algorithmus beschreibt eine grundlegende Datenstruktur zum Speichern und Organisieren von Partikeln in Molekulardynamik Simulationen. Er ermöglicht insbesondere das schnelle Ermitteln von benachbarten Partikeln innerhalb eines festgelegten Radiusses, was für die effektive Simulation von Potentialen mit kurzer Reichweite unabdingbar ist. In dieser Thesis werden vier Möglichkeiten der Verbesserung der Nachbarschaftssuche und der beschleunigten Auswertung von SIMD Operationen präsen...     »