利用 CUDA 在 GPU 上生成 SU(Nc) 纯规范格点 QCD 组态

任何格点 QCD 计算的起点都是生成规范场组态的 Markov 链。由于格点链路数量庞大且涉及矩阵乘法，生成 SU(Nc) 格点 QCD 组态是一项计算要求极高的任务，需要先进的计算机并行架构，例如由多个中央处理器（CPUs）或图形处理器（GPUs）组成的集群。在本文中，我们提出并探讨了使用 CUDA 代码在 NVIDIA GPUs 上生成 SU(Nc) 格点 QCD 纯规范组态的性能。我们在单 GPU 上的实现使用 CUDA，在多 GPU 上的实现使用 OpenMP 和 CUDA。我们给出了针对 SU(2)、SU(3) 和 SU(4) 的优化 CUDA 代码。我们还展示了一个适用于 Nc$\,\geq 4$ 的通用 SU(Nc) 代码，并将其与 SU(4) 的优化版本进行了比较。我们的代码公开供格点 QCD 社区免费使用。