第一性原理计算软件包在GPU集群上的加速

摘要：

第一性原理计算软件在密度泛函理论的发展中起着重要作用。相比平面波方法，局域轨道法更适合处理大规模多体问题。随着问题规模的不断增大和计算机计算能力的提升，软件的并行加速成为一个重要课题，MPI（message passing interface）结合GPU（graphic processing unit）实现的异构并行是一个新的解决方案。基于局域轨道法的第一性原理计算软件MESIA（massive electronic simulation based on systematically improvable atomic bases）经过MPI+OpenMP+CUDA三级并行，单GPU取得了约15倍的加速比，同时表现出了良好的可扩展性。测试结果同时验证了使用GPU计算可以保证计算精度。

关键词：统一计算架构(CUDA)、格点积分、第一性原理、局域轨道法

分类号：TP338.6(计算技术、计算机技术)

资助基金：The National Natural Science Foundation of China under Grant No.60873113;the National Basic Research Pro-gram of China under Grant No.2011CB309702国家重点基础研究发展计划973计划;the National High Technology Research and Development Program of China under Grant No.2012AA01A309国家高技术研究发展计划863计划

在线出版日期：2014-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：897-905