基于三级并行化的大规模从头计算
材料科学
2010-06-02 v1
摘要
我们提出并实现了一种并行化方案，该方案基于一种高效的多带本征值求解器（称为局部最优块预处理共轭梯度 LOBPCG 方法），并在从头算平面波代码 ABINIT 中使用了优化的三维 (3D) 快速傅里叶变换 (FFT)。除了对应于不同 k 点的处理器上的标准数据划分外，我们还引入了针对能带块的数据划分，以及在 ABINIT 所用平面波基组的系数傅里叶空间中的空间划分。这种 k 点 - 多带-FFT 并行化避免了在整个处理器集合上进行任何集体通信，而仅依赖于一维通信。对于单个 k 点，由于在 LOBPCG 例程中广泛使用了硬件优化的 BLAS、LAPACK 和 SCALAPACK 例程，在多达 100 个处理器上实现了超线性扩展。我们观察到在多达 200 个处理器上性能良好。对于用于测试的实际系统，拥有 10 个 k 点时，我们的三路数据划分实现了在多达 1000 个处理器上的线性扩展。
引用
@article{arxiv.0707.3405,
title = {Large scale ab initio calculations based on three levels of parallelization},
author = {François Bottin and Stéphane Leroux and Andrew Knyazev and Gilles Zérah},
journal= {arXiv preprint arXiv:0707.3405},
year = {2010}
}
评论
8 pages, 5 figures. Accepted to Computational Material Science