基于第一性原理量子輸運(yùn)模擬的并行計(jì)算_圖文

1、 第 期 張若興等 ： 基 于第 一 性 原 理 量 子 輸 運(yùn) 模 擬 的 并 行 計(jì) 算 為重 要 本 文在 分析 方 法計(jì) 算 熱 點(diǎn) 的基 礎(chǔ) 上 ， 提 出了針 對(duì) 能 量 點(diǎn)積 分 和 大規(guī) 模 稀 疏矩 陣求 逆 、 大 規(guī)模 稀疏 矩 陣乘法 的并 行計(jì) 算方 案 在 并 行計(jì)算 方 案 中 ， 充 分考 慮 了進(jìn) 程 間 的負(fù) 載均 衡 和 通 信開 銷 ， 將 實(shí) 空 間下 的稀疏矩 陣 和 電子 密度 積分 能 量點(diǎn)按 照 輪詢 調(diào)度 算 法 分配 給 各個(gè) 進(jìn) 程 由 于不 同能量 點(diǎn) 的計(jì) 算 是彼 此獨(dú) 立 的 ， 所 以在 資源 充足 的情 況下 獲得 亞線性 的

2、加 速 比曲線 對(duì) 于矩 陣求 逆 和矩 陣乘 法 ， 我 們實(shí) 現(xiàn) 了兩種并 行計(jì) 算加 速 ， 即調(diào) 用 并行 庫 子程 序 和 調(diào) 用 數(shù) 學(xué) 庫 中的 多 線 程加 速子 程序 由于不 同的數(shù) 據(jù)交 換機(jī) 制和 進(jìn)程 （ 線程 ） 通信 切 換開 銷 ， 加 速 實(shí)現(xiàn) 的計(jì) 算 效率 要 明顯 優(yōu) 于 加速 實(shí)現(xiàn) ， 但是 加 速實(shí) 現(xiàn)具 有更 好 的擴(kuò)展 性 和移植 性 在 計(jì)算 中我們 還 發(fā)現(xiàn) 數(shù) 學(xué)庫 已針 對(duì) 的 指令集 和 向量 化 特 征 做 了充 分 優(yōu) 化 ， 配合 編譯 器 使 用 計(jì) 算 效 率 要 好 于其 它 數(shù)學(xué) 庫 除此 之 外 ， 對(duì) 于在 垂 直 于輸

3、 運(yùn)方 向上周 期 擴(kuò) 展 的量 子輸 運(yùn) 體 系我 們還 可 以考 慮 與能 量 點(diǎn)積 分 相似 的 點(diǎn)并 行化 方案 ， 只不過 由于 擴(kuò)展分 子橫 向足 夠 大 點(diǎn) 個(gè)數(shù)往 往 遠(yuǎn)小 于積 分能 量點(diǎn)個(gè) 數(shù) 我們 還計(jì)劃 下一 步 實(shí) 現(xiàn)基 于 的矩 陣求逆 和矩 陣乘 法并行 加 速 ， 以期 獲得更 高 的加速 比和加速 效率 參 考 文 獻(xiàn) 薛 增 泉 分 子 電 子學(xué) 北 京 ： 北 京 大 學(xué) 出 版社 ， ， ， ， （ ） ： ， ，（ ） ： ： ， ， ， （ ） ： ， ， （ ）： ， ： ， ， ： ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， （ ） ： ， ， ，

4、， （ ） ： ， ， ， ， ， （ ） ： ， ， ， ， ， ， ， （ ） ： ， ， ， （ ）： ， ， ， ， （ ）： ， ， ， （ ） ： （ ） ， ： ， （ ） ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， （ ） （ ） ， ： ， 北 京 大 學(xué) 圖 書 館 ： 北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù) 學(xué)院 ， 錢 則 侃 基 于 分 子 器 件 集 成 電 路 設(shè) 計(jì) 的理 論 研 究 ， ， ， ， ， ， （ ） ， 李 銳 分 子 電子 器 件 中 的分 子 軌 道 和 自旋 軌 道 耦 合 效 應(yīng) 研 究 北 京 大 學(xué) 圖 書 館 ： 北 京大 學(xué)信息 科學(xué)技 術(shù)學(xué) 院 ， 計(jì) 算 物 理 第 卷 ， ， ， ， （ ）： ， ， ， ： ， 鄭小 宏 ， 蘭杰 ， 郝華 ， 曾 雉 加 速 在 第 一 性 原 理 輸 運(yùn) 研 究 中的 應(yīng) 用 科 研 信 息 化 技 術(shù) 與 應(yīng)