1-8、基于天河三号E级原型机构建高通量材料计算

应用环境的实践

菅晓东, 郑刚, 李庚, 孟祥飞, 朱小谦^*

国家超级计算天津中心

摘要：随着近年材料基因工程在我国的迅速发展，高通量计算在新材料研发中越来越重要。同时，我国材料计算用户多，计算需求巨大且增长迅速，对计算性能以及数据处理和管理的要求越来越高，面对日益增长的用户数量和用户计算需求，迫切需要更高性能的超级计算机来支撑材料基因工程的发展。“天河三号E级原型机”是国防科技大学联合国家超级计算天津中心共同研制的百亿亿次超级计算机系统的验证系统，里面采用全自主创新，自主飞腾CPU，自主高速互联通信网络，自主麒麟操作系统，未来的百亿亿次超级计算机“天河三号”规模空前庞大、结构异常复杂，并行层次、存储层次更加复杂。与商业超级计算机系统不同，高通量材料计算软件在全自主的超级计算机系统将会遇到编译不通过、程序无法使用、编译好的程序并行效率低等诸多问题。 本文主要是通过选取从微观到宏观多尺度里具有代表性的材料计算软件，详细研究了多尺度材料计算软件在天河三号原型机的移植和适配，通过底层库优化、程序代码修改、编译选项调试优化等研究方法，基于天河三号E级原型机构建高通量材料计算应用环境的实践，实现第一性原理计算、分子动力学和蒙特卡罗、计算热力学、相场模拟、微结构演变以及宏观有限元等多尺度高通量材料计算软件在“天河三号E级原型机”的高效运行，全面支撑高通量材料计算。本文的研究既可以拓展未来我国新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”的应用空间，也为我国的材料基因工程提供强大能力支撑。

DOI:10.12110/secondfmge.20181014.108