Ab initio молекулярная динамика: перспективы использования многопроцессорных и гибридных суперЭВМ
Авторы
-
П.А. Жиляев
- В.В. Стегайлов
Ключевые слова:
Аннотация
Представлен обзор распараллеливания алгоритмов ab initio молекулярной динамики на основе теории функционала электронной плотности в базисе плоских волн. Проанализированы требования к балансу вычислительной мощности узлов и коммутационной сети суперЭВМ с точки зрения достижения максимальной эффективности для примеров особенно требовательных в вычислительном отношении задач физики разогретого плотного вещества. Описана альтернативная стратегия параллелизации в вейвлетном базисе и выигрыш в производительности при использовании гибридных вычислительных систем в этом случае. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (код проекта 11-01-12131-офи-м-2011). Статья рекомендована к публикации Программным комитетом Международной научной конференции «Параллельные вычислительные технологии» (ПаВТ-2012; http://agora.guru.ru/pavt2012).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Библиографические ссылки
- Янилкин А.В., Жиляев П.А., Куксин А.Ю. и др. Применение суперкомпьютеров для молекулярно-динамического моделирования процессов в конденсированных средах // Вычислительные методы и программирование. 2010. 11, № 1. 115-120.
- Van Duin A.C. T. et al. ReaxFF: A Reactive Force Field for hydrocarbons // J. Phys. Chem. A. 2001. 105. 9396-9409.
- Smirnova D.E., Starikov S.V., Stegailov V.V. Interatomic potential for uranium in a wide range of pressures and temperatures // J. Phys.: Cond. Mat. 2012. 24. 015702.
- Laikov D.N., Ustynyuk Yu.A. PRIRODA-04: a quantum chemical program suite. New possibilities in the study of molecular systems with the application of parallel computing // Russian Chemical Bulletin (International Edition). 2005. 54, N 3. 820-826.
- Granovsky A.A. Extended multi-configuration quasi-degenerate perturbation theory: the new approach to multi-state multi-reference perturbation theory // J. Chem. Phys. 2011. 134. 214113.
- Hutter J., Curioni A. Car-Parrinello molecular dynamics on massively parallel computers // Chem. Phys. Chem. 2005. 6. 1788-1793.
- Gonze X. et al. ABINIT: First-principles approach to material and nanosystem properties // Computer Physics Communications. 2009. 180. 2582-2615.
- Gygi F. et al. Practical algorithms to facilitate large-scale first-principles molecular dynamics // J. Phys.: Conf. Ser. 2009. 180. 012074.
- Goedecker S. et al. An efficient 3-dim FFT for plane wave electronic structure calculations on massively parallel machines composed of multiprocessor nodes // Computer Physics Communications. 2003. 154. 105-110.
- Bottin F. et al. Large-scale ab initio calculations based on three levels of parallelization // Computational Material Science. 2008. 42. 329-336.
- Gusso M. Study on the maximum accuracy of the pseudopotential density functional method with localized atomic orbitals versus plane-wave basis sets // J. Chem. Phys. 2008. 128. 044102.
- Lippert G., Hutter J., Parrinello M. A hybrid Gaussian and plane wave density functional scheme // Mol. Phys. 1997. 92. 477-487.
- Стариков С.В., Стегайлов В.В., Норман Г.Э., Фортов В.Е. и др. Лазерная абляция золота: эксперимент и атомистическое моделирование // Письма в ЖЭТФ. 2011. 93. 719-725.
- Иногамов Н.А., Петров Ю.В. Теплопроводность металлов с горячими электронами // ЖЭТФ. 2010. 137, № 3. 505-529.
- Genovese L. et al. Density functional theory calculation on many-cores hybrid central processing unit-graphic processing unit architectures // J. Chem. Phys. 2009. 131. 034103.
