从源头开始模拟! GPU让原子模拟应用VASP提速最高4倍

 

从天体物理学、基因组学和量子化学到数据分析,如今已有370款HPC应用支持GPU加速,其中包括最新的原子模拟应用VASP。在NVIDIA Tesla加速计算平台的加持下,VASP模拟计算的性能相比CPU可加快2.5倍到4倍,帮助科学家更快更深入地解决最棘手难题。

 

 

“从源头开始模拟”

 

VASP全称“Vienna Ab Initio Simulation Program”,是一款原子模拟应用,可对原子的行为进行电子级建模。大家知道,一切物质都是由分子和原子构成的,正如VASP全名直译就是“从源头模拟”。可以想象使用VASP进行模拟计算的计算量会有多大!

 

通过使用VASP来模拟原子层的各项数据,研究人员可以掌握从电子设备、催化剂和磁性材料,到玻璃、橡胶、金属、陶瓷等材质的基础结构,并进一步掌握不同材料的特性,由此可以开发出更坚固、更具延展性、或是可以应用于特定领域的材料,例如太阳能、半导体、电动车等等。

 

正因如此,VASP在大学和工业领域极受欢迎,在全球各地的超级计算机中,拥有达15%的计算周期。

 

 

借助GPU加速,VASP重要算法提速2.5~4倍

 

以往,VASP只能运行在采用CPU的计算机,进行模拟计算任务时,通常需要花上数小时、数天,甚至到数周的时间。一旦计算出错或是需要修正程序时,还会损失更多宝贵时间。

 

现在,维也纳大学VASP程序的作者与多所大学合作,开发了支持GPU加速器的新版VASP v5.4.1,并预计于今年底正式推出。

 

新版VASP应用中的部分重要算法,在NVIDIA Tesla K80 GPU加速器上的速度要比使用CPU的系统快上2.5到4倍,大大加快模拟任务的执行时间。

 

如此一来,研究人员就可以拥有强而有力的工具,让他们的研究工作迈向新的领域,以更深入更快地解决部分当前最棘手的难题。



影像提供:维也纳大学计算材料物理学系

 

目前,支持GPU加速的HPC应用已达370款,包括AMBER分子动力学模拟应用、TERACHEM蛋白动力学模拟应用、ECHELON油气储层模拟应用、ANSYS Fluent 计算流体动力学应用等等。加之加速器的运用在全球顶级超级计算机中迅猛增长(在最新一期TOP500榜单中,加速型系统的数量首次突破100 大关),加速计算正在重塑HPC行业的未来。