狂気
高レベルのソフトウェア環境
狂気
原作者ジョージ・ファン、ロバート・J・ハリソン
開発者オークリッジ国立研究所、ストーニーブルック大学、バージニア工科大学、アルゴンヌ国立研究所
初回リリース近日公開予定
安定版リリース
0.10 [1] / 2015年7月6日; 10年前 （2015年7月6日）
リポジトリ
  • github.com/madness/madness
タイプ科学シミュレーションソフトウェア
ライセンスGNU GPL v2
Webサイトgithub.com/madness/madness

MADNESS（Multiresolution Adaptive Numerical Environment for Scientific Simulation）は、多重解像度解析[2] [3]と分離表現[4]に基づいて、適応型で高速な調和解析法を用いて精度が保証された多次元の積分方程式と微分方程式を解くための高水準 ソフトウェア環境です。

MADNESS には 3 つの主要コンポーネントがある。最下位レベルはペタスケール 並列プログラミング環境[5]であり、メッセージ パッシング インターフェイスやグローバル アレイ などの現在のプログラミング ツールとの下位互換性を維持しながら、プログラマの生産性とコード パフォーマンス/スケーラビリティを向上させることを目指している。並列ツール上に構築された数値計算機能は、多次元 (1-6+) での数値問題の作成と解決のための高レベルの環境を提供する。最後に、数値計算ツール上に構築されたのは、当初は化学、 [6] [7]原子および分子物理学、[8] 材料科学、原子核構造に焦点を当てた新しいアプリケーションである。これはオープン ソースであり、オブジェクト指向設計になっており、オークリッジ国立研究所のCray XT5やアルゴンヌ国立研究所のIBM Blue Geneで既に動作している最大数百万のコアを持つコンピューター用の並列処理プログラムとして設計されている。小さな行列乗算(大規模なBLAS最適化行列に比べて) は、MADNESS の主要な計算カーネルである。そのため、現代のCPU上での効率的な実装は現在も研究が続けられています。[9] [10] MADNESSの不規則な計算を異機種プラットフォームに適応させることは、カーネルのサイズが小さすぎてコンパイラディレクティブ（OpenACCなど）を介してオフロードできないため簡単ではありませんが、 CPU - GPUシステムでは実証されています。 [11] Intelは、MADNESSがIntel MICアーキテクチャ 上で実行されるコードの1つであると公式に述べています[12] [13] が、パフォーマンスデータはまだ公開されていません。

MADNESS の化学機能には、化学におけるハートリー・フォック法と密度汎関数理論[14] [15] （解析的微分[16] 、応答特性[17] 、漸近補正ポテンシャルを伴う時間依存密度汎関数理論[18]を含む）のほか、原子核密度汎関数理論[19] と ハートリー・フォック・ボゴリュボフ理論[20] [21]が含まれる。 MADNESS とBigDFT は、ウェーブレットを用いてDFTとTDDFT を実行する最も広く知られている 2 つのコードである。[22] 6 次元の空間表現を必要とする多体波動関数も実装されている（例：MP2 [23]）。 MADNESS 内部の並列ランタイムは、グラフ最適化を含むさまざまな機能を実装するために使用されている。[24] 数学的観点から、MADNESS は計算性能を損なうことなく厳密な数値精度を重視している。[25]これは量子化学や原子核物理学だけでなく、偏微分方程式のモデリングにも有用である。[26]

MADNESSは2011年にR&D 100 Awardsを受賞しました。[27] [28] MADNESSは米国エネルギー省のスーパーコンピューティング施設にとって重要なコードであり、アルゴンヌ国立研究所[29] とオークリッジ国立研究所[30]の両施設のリーダーシップコンピューティング施設で、最新スーパーコンピュータの安定性と性能を評価するために使用されています。米国や日本を含む世界中にユーザーがいます。[31] MADNESSは、オークリッジリーダーシップコンピューティング施設[ 33]のDOE INCITEプログラム[32] において 計算化学の主力コードであり、 Cray Cascadeアーキテクチャ 上で動作する重要なコードの一つとして知られています。[34]

参照

参考文献

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