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威廉·胡恩（William P.Huhn）。;比约恩·兰格;于文哲;米娜·尹;沃尔克·布鲁姆

使用局域数值原子中心基函数的全电子电子结构理论的GPU加速。 （英语） Zbl 07687579号

计算。物理学。Commun公司。 254，文章ID 107314，15 p.（2020）.
摘要：我们提出了一种用于大规模并行GPU平台的全电子密度泛函理论的实现方法，使用局部原子中心基函数和实际空间集成网格。特别注意非均匀网格上问题的区域分解，这使得计算和存储可以在数千个节点上并行执行，以进行实际空间操作，例如电子密度的更新、实际空间哈密顿矩阵的积分和普利力的计算。为了评估GPU实现的性能，我们使用103个重要测试集在三个不同的架构上执行了基准测试。我们发现，依赖密集串行线性代数的操作从GPU加速中获得了显著的加速：特别是，包括力和应力计算在内的SCF迭代显示了4.5到6.6的加速。对于本文研究的体系结构和问题类型，这意味着对于具有几十到数百个原子的问题，整个计算（包括非GPU加速部分）的预期总加速时间为3-4。375原子的附加计算{硒化铋}_3\)双层显示，当前的GPU策略可用于大规模分布式并行模拟。

MSC公司：

65-XX岁 数值分析
78至XX 光学、电磁理论

关键词：

GPU加速;高性能计算;电子结构;密度泛函理论;局部基集;区域分解

软件：

高斯人;西北化工
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{W.P.Huhn}等人，计算。物理学。Commun公司。254，文章ID 107314，15 p.（2020；Zbl 07687579）
全文： 内政部 arXiv公司

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