从源头开始模拟！ GPU让原子模拟应用VASP提速最高4倍

2016-2-24

“从源头开始模拟”

VASP 全称Vienna Ab Initio Simulation Program”，是一款原子模拟应用，可对原子的行为进行电子级建模。大家知道，一切物质都是由分子和原子构成的，正如 VASP 全名直译就是“从源头模拟”。可以想象使用 VASP 进行模拟计算的计算量会有多大！

通过使用 VASP 来模拟原子层的各项数据，研究人员可以掌握从电子设备、催化剂和磁性材料，到玻璃、橡胶、金属、陶瓷等材质的基础结构，并进一步掌握不同材料的特性，由此可以开发出更坚固、更具延展性、或是可以应用于特定领域的材料，例如太阳能、半导体、电动车等等。

正因如此，VASP 在大学和工业领域极受欢迎，在全球各地的超级计算机中，拥有达 15% 的计算周期。

借助 GPU 加速，VASP 重要算法提速 2.5~4倍

以往，VASP 只能运行在采用 CPU 的计算机，进行模拟计算任务时，通常需要花上数小时、数天，甚至到数周的时间。一旦计算出错或是需要修正程序时，还会损失更多宝贵时间。

现在，维也纳大学 VASP 程序的作者与多所大学合作，开发了支持 GPU 加速器的新版 VASP v5.4.1，并预计于今年底正式推出。

新版 VASP 应用中的部分重要算法，在 NVIDIA Tesla K80 GPU 加速器上的速度要比使用 CPU 的系统快上 2.5 到 4 倍，大大加快模拟任务的执行时间。

如此一来，研究人员就可以拥有强而有力的工具，让他们的研究工作迈向新的领域，以更深入更快地解决部分当前最棘手的难题。

影像提供：维也纳大学计算材料物理学系

目前，支持 GPU 加速的 HPC 应用已达 370 款，包括 AMBER 分子动力学模拟应用、TERACHEM 蛋白动力学模拟应用、ECHELON 油气储层模拟应用、ANSYS Fluent 计算流体动力学应用等等。加之加速器的运用在全球顶级超级计算机中迅猛增长（在最新一期 TOP500 榜单中，加速型系统的数量首次突破100 大关），加速计算正在重塑HPC行业的未来。