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            返回 首頁(yè) - 解決方案 - 科學(xué)計算
            科學(xué)計算
            AMBER GPU發(fā)展背后的主要驅動(dòng)力已經(jīng)把超級計算機的強大性能轉移到個(gè)人臺式電腦上,并且價(jià)格實(shí)惠,而且提高了效率,為廣大的研究人員受益而設計的。 這些機器為AMBER模擬提供了最佳的解決方案,預裝最新的版本,準備隨時(shí)運行并且提供可靠的性能。這為科學(xué)家購置最佳的工作站和集群來(lái)運行GPU AMBER(普通的CPU AMBER模擬也可以)提供了一個(gè)解決方案。



            GPU加速更快的AMBER模擬

            在分子動(dòng)力學(xué)中,AMBER是用來(lái)模擬生物催化和藥物與受體蛋白相互作用的關(guān)鍵應用。AMBER的一個(gè)特色是有能力使用NVIDIA GPU來(lái)大規模地加速復雜的分子模擬。這大大提升了采樣效率,提高了研究的準確性,使得更先進(jìn)的科學(xué)變成可能,加速了研究的進(jìn)程。

            為AMBER定制的GPU系統

            AMBER GPU發(fā)展背后的主要驅動(dòng)力已經(jīng)把超級計算機的強大性能轉移到個(gè)人臺式電腦上,并且價(jià)格實(shí)惠,而且提高了效率,為廣大的研究人員受益而設計的。

            這些機器為AMBER模擬提供了最佳的解決方案,預裝最新的版本,準備隨時(shí)運行并且提供可靠的性能。這為科學(xué)家購置最佳的工作站和集群來(lái)運行GPU AMBER(普通的CPU  AMBER模擬也可以)提供了一個(gè)解決方案。

            AMBER 16 優(yōu)化

             為AMBER定制的AMBER MD工作站和集群,除了使用定制的GPU驗證套件來(lái)驗證數值,還提供了一個(gè)優(yōu)化的版本AMBER 16,是由AMBER主要開(kāi)發(fā)者Ross Walker,NVIDIA合作開(kāi)發(fā)的。這些優(yōu)化和容天硬件以及NVIDIA Maxwell(GTX 1080, Titan X, M40 and M60)的結合為所有的AMBER PMEMD GPU模擬,顯式溶劑和隱式溶劑提供了優(yōu)越的性能,比其他廠(chǎng)商提供的按位相同的結果的系統實(shí)現要快15%到25%。

            為AMBER定制的MD系統預覽

            1、為滿(mǎn)足原子論的分子動(dòng)力學(xué)模擬而設計

            2、保證經(jīng)過(guò)優(yōu)化能夠滿(mǎn)足或者超過(guò)公布的性能數據

            3、預裝的AMBER GPU計算解決方案

            4、包括樣本工作提交腳本,基準測試,充分驗證的測試套件和最新的軟件補丁的快速實(shí)現

            5、節省安裝,優(yōu)化,基準測試和驗證的時(shí)間,以便做更多的科學(xué)研究

            6、完全可定制,以滿(mǎn)足您的預算

             

            GPU加速更快的VASP模擬

            在全球各地的超級計算機中占據15%的運算周期、在材料研究領(lǐng)域中最受歡迎的應用VASP,得益于NVIDIA GPU加速的支持,在進(jìn)行標準密度泛函和雜化泛函計算性能測試時(shí),達到創(chuàng )紀錄的1.4-8 倍加速!


            無(wú)論是量子信息處理、能源催化劑、新型藥物、高分子聚合物,還是光敏器件或者是太陽(yáng)能電池等一系列新材料的研究,都需要使用第一性原理來(lái)模擬材料特性。在材料研究領(lǐng)域中,VASP 是最受歡迎的量子化學(xué)軟件,它在國內外具有廣泛用戶(hù)群,在全球各地的超級計算機中占據15%的運算周期。


            材料科學(xué)最受歡迎!VASP:從原子級建模&模擬


            VASP 全稱(chēng)“Vienna Ab Initio Simulation Program”,它能夠對各種材料進(jìn)行原子級建模,并模擬各項數據,幫助研究人員更好地掌握材料的基礎結構及其特性,以開(kāi)發(fā)出更堅固、更具適應性,或是專(zhuān)門(mén)用于特定方面的材料,如電子設備、催化劑和磁性材料,到玻璃、相較、金屬、陶瓷燈等等。


            一直以來(lái),VASP只能運行于采用CPU的計算機系統,現在已遇到可擴展性瓶頸,絕對計算時(shí)間存在上限,無(wú)法利用更多的 CPU 加速。


            GPU加速VASP的計算


            基于贗勢的密度泛函和雜化泛函是 VASP 最常用的方法,廣泛用于多體薛定諤方程自洽計算和量子分子動(dòng)力學(xué)。


            在傳統的純CPU系統中,對于數百原子的系統,求解多體薛定諤方程,尤其采用雜化泛函計算時(shí),總體計算時(shí)間往往達數周,即使采用多節點(diǎn)集群計算,由于網(wǎng)絡(luò )帶寬和延遲問(wèn)題,總體計算時(shí)間也沒(méi)有得到明顯提升,制約了新材料研發(fā)進(jìn)展。


            通過(guò)與諸多大學(xué)和科研機構協(xié)作,NVIDIA 在今年年初順利完成了 GPU 加速版VASP。通過(guò)對原有包含 FFT 和 BLAS 算法以 cuFFT 和 cuBLAS 替代,新算法能夠完全適合 GPU 硬件架構,充分發(fā)揮 GPU 的計算潛力。同時(shí),標準密度泛函和雜化泛函計算也均得到了 GPU 支持。

             


            為VASP定制的系統,帶來(lái)最高8倍性能提升


            作為NVIDIA在中國最重要的戰略合作伙伴之一,鑫昊翔科技通過(guò)分析 VASP 異構計算特點(diǎn),進(jìn)一步設計了可靠的集群解決方案,在 CPU 和 GPU 運行能力、內存數量、網(wǎng)絡(luò )延時(shí)與帶寬上達到最佳匹配。


            該集群解決方案為每節點(diǎn)配置兩塊Tesla K40 GPU加速器,并通過(guò)EDR InfiniBand 網(wǎng)絡(luò )縮短 GPU 間的通信延時(shí),增加通信帶寬,從硬件層面進(jìn)一步壓縮軟件的通信時(shí)間。


            最終,在進(jìn)行標準密度泛函和雜化泛函計算性能測試時(shí),達到創(chuàng )紀錄的1.4-8 倍加速!


            其中,對于 256 原子( 9K 點(diǎn)) GaAsBi 體系標準密度泛函計算,在最重要的絕對計算時(shí)間上,單節點(diǎn)兩顆E5 2660 V3 CPU 共 16 核心計算耗時(shí) 7546 秒,使用 8 個(gè) MPI 進(jìn)程和兩顆Tesla K40 GPU 計算耗時(shí) 1242 秒,達到6 倍加速!

            可以預見(jiàn),對于大型集群來(lái)說(shuō),多 GPU 系統會(huì )帶來(lái)更加顯著(zhù)的提速。

            雜化泛函計算采用 63 原子、 192 能帶和 4K 點(diǎn) MgO 體系, 16 個(gè) CPU 核心自洽計算耗時(shí) 900 秒,使用 4 個(gè) MPI 進(jìn)程和兩顆 Tesla K40 GPU 自洽計算耗時(shí) 640 秒。

            為VASP定制的系統預覽

            1、為滿(mǎn)足原子論的分子動(dòng)力學(xué)模擬而設計

            2、保證經(jīng)過(guò)優(yōu)化能夠滿(mǎn)足或者超過(guò)公布的性能數據

            3、預裝的VASP GPU計算解決方案

            4、包括樣本工作提交腳本,基準測試,充分驗證的測試套件和最新的軟件補丁的快速實(shí)現

            5、節省安裝,優(yōu)化,基準測試和驗證的時(shí)間,以便做更多的科學(xué)研究

            6、完全可定制,以滿(mǎn)足您的預算


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