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GPU异构平台上的第一性原理计算: 平面波赝势密度泛函方法是材料科学计算中最常用的方法,但是其CPU代码计算时间长并且扩展性差,限制了其在超级计算机上的绝对速度。本文综述了使用图形处理器加速第一性原理计算软件的发展,讨论了VASP (VIENNA AB-I...; 贾伟乐曹宗雁付继芸王龙; 关键词：第一性原理计算 GPU 量子力学电子结构密度泛函理论; 文献传递网络资源链接

GPU集群下第一原理非局部映射势能计算: 2013年; 平面波赝势密度泛函(PWP-DFT)计算是材料计算中应用最广泛的方法,其中映射计算是PWP-DFT方法求解自洽迭代中重要的一部分。针对映射势能计算成为软件加速的瓶颈,提出了针对该部分的图形处理器(GPU)加速算法,其中考虑GPU的特点:1)使用了新的并行机制求解非局部映射势能;2)重新设计了数据分布结构;3)减少内存的使用;4)提出了一种解决算法中数据相关问题的方法。最终获得了18～57倍加速,使每步分子动力学模拟最终降为12 s。详细分析了该模块在GPU平台上的测试时间,同时对该算法在GPU集群上的计算瓶颈进行了讨论。; 付继芸贾伟乐曹宗雁王龙叶煌迟学斌; 关键词：第一性原理密度泛函理论 GPU加速

超软赝势密度泛函分子动力学计算中的若干优化算法被引量：3: 2015年; 基于密度泛函理论的第一性原理计算是科学计算中重要的领域,被广泛用于材料计算和量子化学等研究。我们在PEtot软件的基础上研发了GPU加速软件PWMat,本文主要介绍:1)针对超软赝势密度泛函算法部分的GPU算法优化与实现,取得了2-3倍的加速;2)针对超软赝势密度泛函分子动力学计算部分的若干算法优化,包括原子受力求解算法的修正、电荷密度和波函数的插值算法的改进等。其中原子受力的收敛精度获得了1-2个数量级的提高,电荷密度的收敛精度获得了2-4个数量级的提高。; 高岩涛贾伟乐王龙汪林望; 关键词：密度泛函第一性原理 GPU 分子动力学

Ultra-Mat:基于平面波的第一原理异构计算软件: 2014年; 基于平面波的第一原理计算方法是目前材料科学中最常用的方法,但传统的CPU并行计算遇到可扩展性瓶颈,无法改善其求解的绝对速度。系统地介绍了利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)加速技术开发的大规模第一原理材料计算软件:Ultra-Mat。该软件对第一原理平面波算法进行了系统的算法设计和软件实现:(1)通过采用并行方案,实现了快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的GPU局部操作;(2)设计了基于数据压缩的混合精度算法,显著减少了电子结构计算部分的MPI(message passing interface)通信;(3)完成了逾90%代码的GPU实现,目的是最大限度地减少中间流程,以避免CPU-GPU切换引发的数据传输,这是GPU应用中公认的性能瓶颈。测试结果显示Ultra-Mat具有很好的计算性能,对于512原子的GaAs系统,在电子结构计算部分,使用256 GPU卡相比4096 CPU核心有18倍的加速。; 贾伟乐曹宗雁王龙迟学斌高卫国汪林望; 关键词：第一性原理

高性能应用软件并行优化策略的研究被引量：1: 2013年; 多核时代的来临对现有的应用软件提出了严重挑战,串行代码难以充分发挥硬件资源的性能;软件的并行优化成为亟待解决的重要问题。本文综合了MPI,OpenMP,众核编程模型CUDA三个编程模型进行研究,讨论了适用于不同软件并行优化的方法,提出了适用于企业级应用的软件并行优化策略,最后总结和展望了软件并行优化的挑战和前景。; 贾伟乐史小冬吕海峰; 关键词：MPI OPENMP CUDA GPU

GPU异构平台上的第一性原理计算被引量：1: 2012年; 平面波赝势密度泛函方法是材料科学计算中最常用的方法,但是其CPU代码计算时间长并且扩展性差,限制了其在超级计算机上的绝对速度。本文综述了使用图形处理器加速第一性原理计算软件的发展,讨论了VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package),Quantum Espresso,PEtot使用的不同的加速策略,提出了众核平台上平面波赝势方法并行机制的改进,最后展望了使用图形处理器求解第一性原理计算的挑战和前景。; 贾伟乐曹宗雁付继芸王龙; 关键词：第一性原理计算 GPU 量子力学电子结构密度泛函理论

GPU异构平台上的第一性原理计算: 平面波赝势密度泛函方法是材料科学计算中最常用的方法,但是其CPU代码计算时间长并且扩展性差,限制了其在超级计算机上的绝对速度。本文综述了使用图形处理器加速第一性原理计算软件的发展,讨论了VASP (Vienna Ab-i...; Jia Weile贾伟乐Cao Zongyan曹宗雁Fu Jiyun付继芸Wang Long王龙; 关键词：第一性原理计算图形处理器

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贾伟乐