オープンアトム

OpenAtomは、スーパーコンピュータでのシミュレーション用にCharm++で書かれた超並列量子化学アプリケーションです。開発バージョンはLeanCPと呼ばれていました。材料科学、化学、固体物理学、生物物理学における多くの重要な問題では、基本的な量子力学原理に基づいたモデリング手法が必要です。比較的効率的で有用であることが証明されている特定の手法は、Car-Parrinello ab initio分子動力学（CPAIMD）です。これは、数百から数千の原子からなるシステムの研究に広く使用されています。CPAIMDの計算には、複数の同時実行スパース3D高速フーリエ変換（3D-FFT）、非正方行列の乗算、および少数の同時実行稠密3D-FFTなど、通信オーバーヘッドの大きい多くの相互依存フェーズが含まれます。

このアプローチを数百プロセッサを超える規模で並列化することは、様々なサブコンピューティング間の複雑な依存関係のために困難であり、複雑な通信、最適化、負荷分散の問題につながります。Charm++とそのプロセッサ仮想化の概念を用いることで、各フェーズは複数の仮想プロセッサに分割され、これらの仮想プロセッサは物理プロセッサに柔軟にマッピングされるため、作業の大幅なインターリーブが可能になります。インターリーブは、アーキテクチャに依存しない手法とネットワークトポロジを考慮したマッピング技術の両方によって強化されています。OpenAtomは、IBM Blue Gene/Qの262,144コアまで、またNCSAのCray XE6/XK7システムであるBlue Watersの131,072コアまで、良好なスケーリングを示しました。

OpenAtomはOpenAtomのウェブページから無料でダウンロードできます。また、公開されている論文もウェブサイトでご覧いただけます。

参照

外部リンク

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