在现代加速处理器上对高角动量四中心高斯积分的高性能评估
Andrey Asadchev1, Edward F Valeev1
1Department of Chemistry, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia 24061, United States.
我们开发了一种快速的GPU方法,用于计算具有高角动量的高斯原子轨道的电子积分. 这种方法比现有的方法快1000倍以上,加速了计算化学研究.
科学领域:
- 计算化学的计算化学
- 量子化学 是一个量子化学.
- 高性能计算 高性能计算
背景情况:
- 精确计算电子积分对于量子化学至关重要.
- 现有的方法与高角动量原子轨道 (AOs) 斗争.
- 图形处理单元 (GPU) 提供了加速这些计算的潜力.
研究的目的:
- 开发一种高性能方法来评估四中心二粒子积分.
- 使用GPU和加速器进行涉及高角度动量AOs (l >= 4) 的计算.
- 实现一种基于麦克默奇-戴维森递归的矩阵形式的高效方法.
主要方法:
- 在矩阵形式中实现麦克默奇-戴维森递归.
- 准高角动量的高斯原子轨道 (l >= 4).
- 利用图形处理单元 (GPU) 进行并行计算.
主要成果:
- 在NVIDIA V100 GPU上,与基于CPU的参考相比,在NVIDIA V100 GPU上实现了超过1000倍的4中心整数加速度,其中l=6个AO.
- 超过了硬件峰值FLOP比率,达到V100 GPU峰值性能的近50%. 超过了硬件峰值FLOP比率,达到V100 GPU峰值性能的近50%.
- 展示了GPU加速方法的可扩展性和效率.
结论:
- 开发的方法显著加速了对高角度动量AOs的电子积分的计算.
- 这种基于GPU的方法为量子化学计算提供了显著的性能改进.
- 该实现可以作为开源LibintX库的一部分.
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