分子动力学模拟是运用计算机系统对分子、原子系统的运动过程的仿真模拟,已经发展多年,应用于许多科研领域。其根本原理是利用计算机模拟原子核的运动过程,从而计算系统的结构和性质,其中每一个原子核被视为在全部其他原子核和电子所提供的经验势场作用下按牛顿定律运动。MD模拟虽然并不能完全代替实验,但是它使得获取理想实验条件下的实验结果信息成为可能。分子动力学模拟不仅在计算化学中占有重要地位,而且也是高性能科学计算中的一个重要研究方向,广泛应用于许多领域的研究中。LAMMPS、GROMACS和AMBER是分子动力学模拟中常用的几个模拟软件,分别在材料、生物、和化工等领域拥有重要地位,但其本身是串行化程序,并且由于分子动力学计算过程复杂、计算量大、迭代步多,运行时往往会消耗大量时间,所以通过高性能并行优化提高其运行效率是极有必要的,也对很多相关的科学研究具有重要意义。本次并行优化的三个软件皆运行于“神威·太湖之光”超级计算机。神威是目前计算能力世界排名第三、中国排名第一的超级计算机,搭载了“SW26010”国产异构众核处理器,全机拥有40960个节点,计算能力卓越,所以可以结合其架构特性对这些分子动力学应用进行加速优化。本文中对分子动力学软件进行优化时主要集中在计算、通信和IO、访存三个方面,并通过结合具体的应用以及神威自己的架构特点,做了针对性的优化。实验分析证明,我们所使用的优化方案都具有一定的加速效果,并且也符合理论实际,可以推广至神威的其他应用或者至少提供一定的优化思路。