從源頭開始模擬！ GPU讓原子模擬應用VASP提速最高4倍

2016-2-24

“從源頭開始模擬”

VASP 全稱Vienna Ab Initio Simulation Program”，是一款原子模擬應用，可對原子的行為進行電子級建模。大家知道，一切物質都是由分子和原子構成的，正如 VASP 全名直譯就是“從源頭模擬”?？梢韵胂笫褂?span style="font-family: Helvetica, sans-serif;"> VASP 進行模擬計算的計算量會有多大！

通過使用 VASP 來模擬原子層的各項數據，研究人員可以掌握從電子設備、催化劑和磁性材料，到玻璃、橡膠、金屬、陶瓷等材質的基礎結構，并進一步掌握不同材料的特性，由此可以開發出更堅固、更具延展性、或是可以應用于特定領域的材料，例如太陽能、半導體、電動車等等。

正因如此，VASP 在大學和工業領域極受歡迎，在全球各地的超級計算機中，擁有達 15% 的計算周期。

借助 GPU 加速，VASP 重要算法提速 2.5~4倍

以往，VASP 只能運行在采用 CPU 的計算機，進行模擬計算任務時，通常需要花上數小時、數天，甚至到數周的時間。一旦計算出錯或是需要修正程序時，還會損失更多寶貴時間。

現在，維也納大學 VASP 程序的作者與多所大學合作，開發了支持 GPU 加速器的新版 VASP v5.4.1，并預計于今年底正式推出。

新版 VASP 應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 的系統快上 2.5 到 4 倍，大大加快模擬任務的執行時間。

如此一來，研究人員就可以擁有強而有力的工具，讓他們的研究工作邁向新的領域，以更深入更快地解決部分當前最棘手的難題。

影像提供：維也納大學計算材料物理學系

目前，支持 GPU 加速的 HPC 應用已達 370 款，包括 AMBER 分子動力學模擬應用、TERACHEM 蛋白動力學模擬應用、ECHELON 油氣儲層模擬應用、ANSYS Fluent 計算流體動力學應用等等。加之加速器的運用在全球頂級超級計算機中迅猛增長（在最新一期 TOP500 榜單中，加速型系統的數量首次突破100 大關），加速計算正在重塑HPC行業的未來。