一个混合精度的方法,预先条件的egegensolver有效的密度函数计算在AI专注的GPU上
1Department of Supercomputing Acceleration Research, Division of National Supercomputing, Korea Institute of Science and Technology Information, Daejeon 34141, Republic of Korea.
本研究引入了密度函数理论 (DFT) 计算的混合精度方法,使得以人工智能为中心的GPU上的模拟速度更快. 该方法保持了准确性,同时显著提高了计算速度和系统大小容量.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 高性能计算 高性能计算
背景情况:
- 图形处理单元 (GPU) 具有先进的计算化学.
- 专注于人工智能的GPU在双精度 (FP64) 量子化学操作方面效率低下.
- 有限的GPU内存需要对密度函数理论 (DFT) 进行算法适应.
研究的目的:
- 开发一种混合精度策略,用于实空间 DFT 中的代矩阵对角化.
- 为了保持数值准确性,同时提高GPU上的计算效率.
- 为了实现更大规模的电子结构模拟和扩大GPU的适用性.
主要方法:
- 实施了用于矩阵对角化的系统混合精度策略.
- 使用单精度 (FP32) 和大脑浮点 (BF16) 数学.
- 在各种材料系统中开发并验证了一种混合精度的自身溶解器.
主要成果:
- 与FP64.4相比,在对角化方面实现了高达10倍的加速.
- 将可行的系统大小扩大了约50%.
- 展示了以人工智能为重点的GPU与以HPC为重点的GPU的可比性能.
结论:
- 混合精度策略保留了DFT计算中的数值准确性.
- 专注于人工智能的GPU可以有效地用于大规模的电子结构模拟.
- 开发的方法提高了对先进的计算化学工具的可访问性.
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