免费论文摘要：量子化学的大范围异构计划

量子化学动作一门运用量子力学的普通表面和本领来接洽化学题目的普通科学，使得人们不妨经过定性和定量的办法来接洽化学进程，并到达不妨与试验比拟较的精度。在过程了几十年的兴盛之后，量子化学的计划本领已被普遍运用在化学学科的各个分支中，并在资料科学、动力以及底栖生物大分子体制等多个接洽范围都博得了格外充分的接洽功效。然而，跟着量子化学计划的运用范围的连接夸大，它所接洽的东西也变得越来越大，对计划的诉求也变得越来越高，少许量子化学计划往往须要用到超等计划机来举行。迩来几年，纵然CPU（Central Processing Unit， 中心处置器）在体验了主频受限之后发端经过减少计划中心的本领来连接普及其计划本领，然而CPU的这种计划本领的延长仍旧不太不妨满意量子化学计划运用日益延长的计划需要。对准上述量子化学计划在本质运用中遇到的瓶颈题目，正文提出了一种将GPU（Graphic Processing Unit， 图形处置器）运用到量子化学计划中的处置计划。与CPU比拟，GPU有着越发轻量级的线程处置，越发符合于量子化学计划如许一类的大范围数据并行计划工作。而经过CPU+GPU的异构计划资源的调整，由CPU来控制举行搀杂论理演算和工作处置，GPU控制处置数据并行计划，这种计划情势带来的不只是计划本能上的提高，同声还极地面俭朴了本钱和动力。量子化学计划兴盛于今，仍旧产生了三种派别的计划表面：价键表面、分子轨迹表面和密度泛函表面。在简直接洽东西的采用上，正文采用了分子轨迹表面中最要害也是最普通的从新计划本领。正文开始实行了在单GPU情况下的量子化学计划，而后对准该实行辨别从计划进程和异构计划平台两个上面举行了中心优化。经过与现有鉴于CPU实行的量子化学计划步调的比较试验表白，正文实行的步调在到达理念计划精度的基础下能赢得理念的加快功效。结果，正文经过MPI（Message Passing Interface， 动静传播接口）将量子化学计划从单台呆板扩充到GPU集群，并经过试验考证了扩充后步调的灵验性以及在本能上面的进一步提高。

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