中科大首次实现千万核并行第一性原理计算模拟

科技日报合肥7月8日电 （记者吴长锋）记者从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心金龙教授课题组与合作者紧密合作，针对大尺度数万原子分子固体体系的第一性原理计算模拟，在国产神威·太湖之光超级计算机上实现了千万核超大规模并行计算。研究成果日前在线发表于《科学通报》上。

神威·太湖之光超级计算机系统是世界第一台理论浮点计算能力达到十亿亿次量级的超级计算机系统。其强大的理论浮点计算性能来自于40960个我国自主设计的第二代申威26010众核处理器，具有更大规模的多级并行计算单元和独特的片上存储结构。但其上的并行算法设计和性能优化面临许多挑战，迫切需要在重大应用问题的驱动下，发展其上的算法设计和优化实现方法。

通过科研人员的紧密合作，把中国科大理论与计算化学的低标度理论算法与国产高性能并行计算软硬件的优势结合起来，充分发挥了国产神威·太湖之光超级计算机的强大计算能力；开发了低标度、低通讯，低内存、低访存的并行计算方法；实现了具有平面波精度的千万核超大规模高性能并行计算。同时，模拟体系的大小（数万原子）比国际同等平面波精度的计算模拟软件提高了数百倍。

这一成果意味着，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。