Exascale量子力学模拟中硬件与软件的变迁
计算物理
2025-09-03 v2 化学物理
摘要
Exascale计算时代为量子力学模拟带来了激动人心的机遇与独特挑战。尽管从petaflops向exascale的跃迁体现了计算能力的稳步提升，但随之而来的是异构架构的转变，尤其是图形处理单元(GPU)的主导地位。因此，exascale时代迫切需要软件开发策略的根本性变革。本篇Perspective文章审视了exascale计算中硬件与软件的变迁，凸显了传统算法与软件实现在日益增多的异构架构下存在的局限性。我们讨论了如何使量子化学软件适应这些新架构的挑战，包括软件栈的碎片化、针对GPU优化的高效算法需求(包括低精度版本)，以及开发标准化库和编程模型的重要性。
关键词
引用
@article{arxiv.2409.11881,
title = {Shifting sands of hardware and software in exascale quantum mechanical simulations},
author = {Ravindra Shinde and Claudia Filippi and Anthony Scemama and William Jalby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11881},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 3 tables; Published in Nature Reviews Physics