動(dòng)態(tài)相關(guān)能的計(jì)算是量子化學(xué)計(jì)算中強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系求解的關(guān)鍵。近日，我中心高性能部科研人員同南京大學(xué)、山東大學(xué)科研人員合作，開(kāi)發(fā)了一種名為PASCI的異構(gòu)并行計(jì)算框架，能夠高效地計(jì)算動(dòng)態(tài)電子相關(guān)。該框架的特點(diǎn)包括：1. 避免分支分歧的GPU算法；2. 三級(jí)負(fù)載映射策略，確保進(jìn)程、GPU warp和GPU線程之間的負(fù)載平衡；3. 內(nèi)存占用模型和性能模型。實(shí)驗(yàn)證明，新的GPU算法相比原始GPU算法，平均性能提高了6.6倍（最高可達(dá)13.8倍），在實(shí)際使用中加速了2-4個(gè)數(shù)量級(jí)。借助“東方”超算超強(qiáng)資源，得以系統(tǒng)地評(píng)估了PASCI的強(qiáng)可擴(kuò)展性，并獲得良好的效果。
研究團(tuán)隊(duì)的成果將有助于推動(dòng)量子化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，特別是在描述大規(guī)模和強(qiáng)關(guān)聯(lián)化學(xué)體系的復(fù)雜電子結(jié)構(gòu)方面的研究。PASCI框架的成功開(kāi)發(fā)為加速基于行列式的組態(tài)相互作用計(jì)算提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這一突破將為解決實(shí)際化學(xué)問(wèn)題和設(shè)計(jì)新的功能材料提供更準(zhǔn)確和高效的工具。
三級(jí)負(fù)載映射策略
該研究成果被International Conference on Parallel Processing（CCF B）會(huì)議錄用。論文第一作者為我中心博士研究生靳潤(rùn)鋒，通訊作者分別為我中心金鐘研究員/導(dǎo)師、馬英晉副研究員和山東大學(xué)馬海波教授。該成果得到中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
Runfeng Jin, Wenhao Liang, Haoyuan Zhang, Yinxuan Song, Zhen Luo, Haibo Ma, Yingjin Ma, and Zhong Jin. 2024. PASCI : A Scalable Framework for Heterogeneous Parallel Calculation of Dynamical Electron Correlation. In The 53rd International Conference on Parallel Processing (ICPP ’24), August 12–15, 2024, Gotland, Sweden. https://doi.org/10.1145/3673038.3673098.
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