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Computational Biology & Chemistry
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基于 CPU-GPU 异构平台的第一性原理密度泛函理论高性能计算
Abstract:
基于第一性原理的密度泛函理论计算方法是揭示物质世界本质、调控物质特性的重要工具,已经广泛的应用于凝聚态物理、材料、化学和生物等研究领域。但是,目前大部分第一性原理计算,仅限于小型体系,距离真实实验体系差距较大,其主要原因是理论模拟的计算复杂度会随着材料尺度急剧增加。高性能计算是在现代异构超级计算机上加速第一性原理密度泛函理论计算的有力手段。高性能计算的快速发展也使得基于密度泛函理论的第一性原理材料模拟计算在凝聚态物理、材料科学、化学和生物等研究领域变得越来越重要,实现了理论 — 模拟 — 实验三位一体的科研模式,引发了多个科学等领域的革命。本报告描述了基于标准平面波基组的材料模拟计算软件包 PWDFT 通过 CPU-MPI 结合 GPU-CUDA 实现的两级异构并行方法。计算结果表明,这种两级异构并行计算可以使 PWDFT 软件在超级计算机上并行计算扩展到了 2000 块 GPU 卡,用于研究含有数千原子体系的电子结构性质。同时,模拟体系的大小比国际同等平面波精度的计算模拟软件提高了数百倍。这一结果说明,借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台,大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。
 
Topics:
Computational Biology & Chemistry
Type:
Talk
Event:
GTC China
Year:
2020
Session ID:
CNS20984
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