在对原子和分子物理运动的各种研究中,分子动力学(MD)模拟是模拟和研究真实分子运动的常用工具。然而,它在性能,功耗,电力和运行时间方面仍存在严重缺陷。因此,一旦模拟规模扩大并且计算需求持续增长,则会导致性能和能源使用方面的实质性成本骤增。在本文中,为了解决上述问题,在具有异构多核处理器的神威太湖之光超级计算机上,我们优化了当前的算法实现并提出了一种新颖的分子动力学实现。神威太湖之光是一款由中国完全独立设计和开发的超级计算机,拥有丰富的自定义集成方法和全新的多核处理器SW26010。神威太湖之光的计算能力主要由国产多核SW26010处理器支持,且不同于其他现有的异构超级计算机。神威太湖之光是一款异构超级计算机,其峰值性能超过100PFLOPS,在全球排名第一。首先,我们提出了一种基于粒子簇的新算法,以适应神威太湖之光SW26010芯片的特殊体系结构。然后,逐步实现分子动力学模拟仿真优化的三步操作:在SW26010上对分子动力学模拟的并行化扩展,存储器内存访问优化和向量化通信优化。通过在“神威太湖之光”上对分子动力学的扩展,我们不仅证明了其代码的可适用性,可扩展性及其可并行性,更是为其他科学计算应用提供了借鉴作用。经过这些优化过程之后,我们仅仅在单个计算节点上算法达到了14倍的加速比,显著提高了分子动力学仿真代码的性能并减少了其性能能耗。更有甚者,我们的实验中应用了近24,000个计算节点(6,000,000个核心),这些节点在成倍扩展的时候几乎都体现了线性加速的趋势。此外,本文所提出的方法也可以适用于其他分子动力学代码,甚至适用于其他类似的科学计算应用,为其他科学研究提供了理论和实践基础。