基于第一性原理量子输运模拟的并行计算_图文

1、 第 期 张若兴等 ： 基 于第 一 性 原 理 量 子 输 运 模 拟 的 并 行 计 算 为重 要 本 文在 分析 方 法计 算 热 点 的基 础 上 ， 提 出了针 对 能 量 点积 分 和 大规 模 稀 疏矩 阵求 逆 、 大 规模 稀疏 矩 阵乘法 的并 行计 算方 案 在 并 行计算 方 案 中 ， 充 分考 虑 了进 程 间 的负 载均 衡 和 通 信开 销 ， 将 实 空 间下 的稀疏矩 阵 和 电子 密度 积分 能 量点按 照 轮询 调度 算 法 分配 给 各个 进 程 由 于不 同能量 点 的计 算 是彼 此独 立 的 ， 所 以在 资源 充足 的情 况下 获得 亚线性 的

2、加 速 比曲线 对 于矩 阵求 逆 和矩 阵乘 法 ， 我 们实 现 了两种并 行计 算加 速 ， 即调 用 并行 库 子程 序 和 调 用 数 学 库 中的 多 线 程加 速子 程序 由于不 同的数 据交 换机 制和 进程 （ 线程 ） 通信 切 换开 销 ， 加 速 实现 的计 算 效率 要 明显 优 于 加速 实现 ， 但是 加 速实 现具 有更 好 的扩展 性 和移植 性 在 计算 中我们 还 发现 数 学库 已针 对 的 指令集 和 向量 化 特 征 做 了充 分 优 化 ， 配合 编译 器 使 用 计 算 效 率 要 好 于其 它 数学 库 除此 之 外 ， 对 于在 垂 直 于输

3、 运方 向上周 期 扩 展 的量 子输 运 体 系我 们还 可 以考 虑 与能 量 点积 分 相似 的 点并 行化 方案 ， 只不过 由于 扩展分 子横 向足 够 大 点 个数往 往 远小 于积 分能 量点个 数 我们 还计划 下一 步 实 现基 于 的矩 阵求逆 和矩 阵乘 法并行 加 速 ， 以期 获得更 高 的加速 比和加速 效率 参 考 文 献 薛 增 泉 分 子 电 子学 北 京 ： 北 京 大 学 出 版社 ， ， ， ， （ ） ： ， ，（ ） ： ： ， ， ， （ ） ： ， ， （ ）： ， ： ， ， ： ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， （ ） ： ， ， ，

4、， （ ） ： ， ， ， ， ， （ ） ： ， ， ， ， ， ， ， （ ） ： ， ， ， （ ）： ， ， ， ， （ ）： ， ， ， （ ） ： （ ） ， ： ， （ ） ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， （ ） （ ） ， ： ， 北 京 大 学 图 书 馆 ： 北京大学信息科学技术 学院 ， 钱 则 侃 基 于 分 子 器 件 集 成 电 路 设 计 的理 论 研 究 ， ， ， ， ， ， （ ） ， 李 锐 分 子 电子 器 件 中 的分 子 轨 道 和 自旋 轨 道 耦 合 效 应 研 究 北 京 大 学 图 书 馆 ： 北 京大 学信息 科学技 术学 院 ， 计 算 物 理 第 卷 ， ， ， ， （ ）： ， ， ， ： ， 郑小 宏 ， 兰杰 ， 郝华 ， 曾 雉 加 速 在 第 一 性 原 理 输 运 研 究 中的 应 用 科 研 信 息 化 技 术 与 应