БЕЗУМИЕ - MADNESS

БЕЗУМИЕ
Оригинальный автор (ы)Джордж Фанн, Роберт Дж. Харрисон
Разработчики)Национальная лаборатория Окриджа, Университет Стоуни-Брук, Технологический институт Вирджинии, Аргоннская национальная лаборатория
изначальный выпускСкоро
Стабильный выпуск
0.10[1] / 6 июля 2015; 5 лет назад (6 июля 2015 г.)
Репозиторий
Отредактируйте это в Викиданных
ТипПрограммное обеспечение для научного моделирования
ЛицензияGNU GPL v2
Интернет сайтgithub.com/безумие/безумие

БЕЗУМИЕ (Адаптивная численная среда с несколькими разрешениями для научного моделирования) - программная среда высокого уровня для решения интеграл и дифференциальные уравнения во многих измерениях с использованием адаптивных и быстрых методов гармонического анализа с гарантированной точностью на основе анализ с несколькими разрешениями[2][3]и отдельные представления.[4]

БЕЗУМИЕ состоит из трех основных компонентов. На самом низком уровне находится петаскейл параллельное программирование среда[5]который направлен на повышение продуктивности программиста и производительности / масштабируемости кода при сохранении обратной совместимости с текущими инструментами программирования, такими как интерфейс передачи сообщений и Глобальные массивы. Численные возможности, основанные на параллельных инструментах, обеспечивают среду высокого уровня для составления и решения числовые задачи во многих (1-6 +) измерениях. Наконец, на основе численных инструментов появились новые приложения, изначально ориентированные на химию,[6][7], атомная и молекулярная физика,[8]Материаловедение и строение ядра. это Открытый исходный код, имеет объектно-ориентированный дизайн, и призван быть параллельная обработка программа для компьютеров с миллионами ядер, уже запущенных на Cray XT5 в Национальная лаборатория Окриджа и IBM Blue Gene в Аргоннская национальная лаборатория. Маленький матричное умножение (относительно большого, BLAS -оптимизированные матрицы) - основное вычислительное ядро ​​в MADNESS; таким образом, эффективное орудие на современном Процессоры это постоянное исследование.[9].[10]Адаптация нерегулярных вычислений в MADNESS к гетерогенным платформам нетривиальна из-за размера ядра, которое слишком мало, чтобы его можно было выгружать с помощью директив компилятора (например, OpenACC ), но было продемонстрировано для ЦПУ –GPU системы.[11]Intel публично заявила, что БЕЗУМИЕ - это один из кодов, работающих на Intel MIC архитектура[12][13]но данные о производительности еще не опубликованы.

Возможности химии MADNESS включают Хартри – Фок и теория функционала плотности в химии[14][15](включая аналитические производные,[16] свойства ответа[17]и теория функционала плотности, зависящая от времени с асимптотически исправленными потенциалами[18])а также теория функционала ядерной плотности[19]иХартри – Фок –Боголюбов теория.[20][21]БЕЗУМИЕ и BigDFT два наиболее известных кода, которые выполняют DFT и TDDFT используя вейвлеты.[22]Также реализованы многомерные волновые функции, требующие шестимерных пространственных представлений (например, MP2[23]Параллельная среда выполнения внутри MADNESS использовалась для реализации широкого спектра функций, включая оптимизацию графов.[24]С математической точки зрения MADNESS подчеркивает строгую числовую точность без потери производительности вычислений.[25] Это полезно не только в квантовой химии и ядерной физике, но и для моделирования уравнения в частных производных.[26]

MADNESS было отмечено наградой R&D 100 Awards в 2011 году.[27][28] Это важный код для Департамент энергетики суперкомпьютерных площадок и используется обоими ведущими вычислительными центрами на Аргоннская национальная лаборатория[29]и Национальная лаборатория Окриджа[30] для оценки стабильности и производительности своих новейших суперкомпьютеров. У него есть пользователи по всему миру, включая США и Японию.[31]БЕЗУМИЕ - это программа-рабочая лошадка для вычислительной химии в программе DOE INCITE.[32]на Лидерский вычислительный центр Ок-Ридж[33]и отмечен как один из важных кодов для запуска на Cray Каскадная архитектура.[34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Релиз 0.10». 6 июля 2015 г.. Получено 14 марта 2018.
  2. ^ Бейлкин, Григорий; Фанн, Джордж; Харрисон, Роберт Дж .; Курч, Кристофер; Монсон, Лукас (2012). «Кратномасштабное представление операторов с граничными условиями на простых областях». Прикладной и вычислительный гармонический анализ. 33 (1): 109–139. Дои:10.1016 / j.acha.2011.10.001.
  3. ^ Фанн, Джордж; Бейлкин, Григорий; Харрисон, Роберт Дж .; Джордан, Кирк Э. (2004). «Сингулярные операторы в мультивейвлетных базах». Журнал исследований и разработок IBM. 48 (2): 161–171. Дои:10.1147 / rd.482.0161. S2CID  7385463.
  4. ^ Бейлкин, Григорий; Крамер, Роберт; Фанн, Джордж; Харрисон, Роберт Дж. (2007). «Кратномасштабные разделенные представления сингулярных и слабо сингулярных операторов». Прикладной и вычислительный гармонический анализ. 23 (2): 235–253. Дои:10.1016 / j.acha.2007.01.001.
  5. ^ Торнтон, В. Скотт; Ванс, Николас; Харрисон, Роберт Э. (2009). «Представляем числовую структуру MADNESS для петауровневых вычислений» (PDF). Материалы конференции группы пользователей Cray.
  6. ^ Фоссо-Танде, Джейкоб; Харрисон, Роберт (2013). «Неявные сольватационные модели в многоволновом многомасштабном базисе». Письма по химической физике. 561–562: 179–184. Bibcode:2013CPL ... 561..179F. Дои:10.1016 / j.cplett.2013.01.065.
  7. ^ Фоссо-Танде, Джейкоб; Харрисон, Роберт (2013). «Эффекты удержания сольватации на молекуле, физадсорбированной на поляризуемой частице континуума». Вычислительная и теоретическая химия. 1017: 22–30. Дои:10.1016 / j.comptc.2013.05.006.
  8. ^ Ванс, Николас; Харрисон, Роберт; Крстич, Предраг (2012). «Аттосекундная электронная динамика: мультиразрешающий подход». Физический обзор A. 85 (3): 0303403. Bibcode:2012PhRvA..85c3403V. Дои:10.1103 / PhysRevA.85.033403.
  9. ^ Сток, Кевин; Хенретти, Томас; Муруганди, I .; Sadayappan, P .; Харрисон, Роберт Дж. (2011). Генерация кода SIMD на основе модели для тензорного ядра с несколькими разрешениями. Труды Международного симпозиума IEEE по параллельной распределенной обработке (IPDPS). С. 1058–1067. Дои:10.1109 / IPDPS.2011.101. ISBN  978-1-61284-372-8. S2CID  17880870.
  10. ^ Шин, Джэвук; Холл, Мэри В .; Чам, Жаклин; Чен, Чун; Ховланд, Пол Д. (2009). «Автонастройка и специализация: ускорение умножения матриц для небольших матриц с помощью технологии компиляции» (PDF). Материалы Четвертого международного семинара по автоматической настройке производительности.[постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ Славичи, Влад; Вариер, Рагху; Куперман, Джин; Харрисон, Роберт Дж. (Сентябрь 2012 г.). Адаптация нестандартных вычислений к большим кластерам CPU-GPU в MADNESS Framework (PDF). Труды Международной конференции IEEE по кластерным вычислениям (CLUSTER). С. 1–9. Дои:10.1109 / CLUSTER.2012.42. ISBN  978-0-7695-4807-4. S2CID  5637880.
  12. ^ Джеймс Рейндерс (20 сентября 2012 г.). «Поддержка сопроцессора Intel Xeon Phi программными средствами».
  13. ^ Тимоти Прикетт Морган (16 ноября 2011 г.). «Горячий терафлопсный сопроцессор Intel в отеле».
  14. ^ Харрисон, Роберт Дж .; Fann, Джордж I; Янаи, Такеши; Ган, Чжэнтин; Бейлкин, Григорий (2004). «Квантовая химия с множественным разрешением: основы теории и начальные приложения». Журнал химической физики. 121 (23): 11587–11598. Bibcode:2004ЖЧФ.12111587Н. Дои:10.1063/1.1791051. PMID  15634124. Архивировано из оригинал на 2013-02-23. Получено 2019-05-15.
  15. ^ Янаи, Такеши; Джордж I., Fann; Ган, Чжэнтин; Харрисон, Роберт Дж .; Бейлкин, Григорий (2004). «Квантовая химия с множественным разрешением: обмен Хартри-Фока». Журнал химической физики. 121 (14): 6680–6688. Bibcode:2004ЖЧФ.121.6680У. Дои:10.1063/1.1790931. PMID  15473723. Архивировано из оригинал на 2013-02-24. Получено 2019-05-15.
  16. ^ Янаи, Такеши; Джордж I., Fann; Ган, Чжэнтин; Харрисон, Роберт Дж .; Бейлкин, Григорий (2004). «Квантовая химия с множественным разрешением: аналитические производные для теории Хартри - Фока и теории функционала плотности». Журнал химической физики. 121 (7): 2866–2876. Bibcode:2004ЖЧФ.121.2866Y. Дои:10.1063/1.1768161. PMID  15291596. Архивировано из оригинал на 2013-02-23. Получено 2019-05-15.
  17. ^ Секино, Хидео; Маэда, Ясуюки; Янаи, Такеши; Харрисон, Роберт Дж. (2008). «Предел базисного набора Хартри - Фока и оценка свойств отклика теории функционала плотности на многоволновой основе с множественным разрешением». Журнал химической физики. 129 (3): 034111–034117. Bibcode:2008JChPh.129c4111S. Дои:10.1063/1.2955730. PMID  18647020. Архивировано из оригинал на 2013-02-23. Получено 2019-05-15.
  18. ^ Янаи, Такеши; Харрисон, Роберт Дж .; Хэнди, Николас С. (2005). «Многоразрешающая квантовая химия в многоволновых основах: нестационарная теория функционала плотности с асимптотически скорректированными потенциалами в приближениях локальной плотности и обобщенных градиентов». Молекулярная физика. 103 (2–3): 413–424. Bibcode:2005МолФ.103..413Л. Дои:10.1080/00268970412331319236. S2CID  96910088.
  19. ^ "Функционал универсальной плотности ядерной энергии в сотрудничестве с UNEDF SciDAC". Архивировано из оригинал на 2013-04-03. Получено 2012-11-19.
  20. ^ Pei, J.C .; Fann, G.I .; Harrison, R.J .; Nazarewicz, W .; Hill, J .; Галиндо, Д .; Цзя, Дж. (2012). "Координатные решатели Хартри-Фока-Боголюбова для сверхтекучих ферми-систем в больших ящиках". Journal of Physics: Серия конференций. 402 (1): 012035. arXiv:1204.5254. Bibcode:2012JPhCS.402a2035P. Дои:10.1088/1742-6596/402/1/012035. S2CID  119215739.
  21. ^ Pei, J.C .; Стойцов, М. В .; Fann, G.I .; Nazarewicz, W .; Schunck, N .; Сюй Ф. Р. (декабрь 2008 г.). «Подход Хартри-Фока-Боголюбова в деформированном координатном пространстве к слабосвязанным ядрам и большим деформациям». Физический обзор C. 78 (6): 064306–064317. arXiv:0807.3036. Bibcode:2008PhRvC..78f4306P. Дои:10.1103 / PhysRevC.78.064306. S2CID  119281109.
  22. ^ Натараджан, Бхаратхи; Дженовезе, Луиджи; Casida, Mark E .; Дойч, Тьерри; Бурчак, Ольга Н .; Филуз, Кристиан; Балакирев, Максим Юрьевич (2012). "На основе вейвлетов линейно-зависимая от времени теория функционала плотности". Химическая физика. 402: 29–40. arXiv:1108.3475. Bibcode:2012CP .... 402 ... 29N. Дои:10.1016 / j.chemphys.2012.03.024. S2CID  96589229.
  23. ^ Bischoff, Florian A .; Харрисон, Роберт Дж .; Валеев, Эдвард Ф. (2012). «Вычисление многочастичных волновых функций с гарантированной точностью: волновая функция Моллера-Плессета первого порядка для основного состояния атома гелия». Журнал химической физики. 137 (10): 104103–104112. Bibcode:2012JChPh.137j4103B. Дои:10.1063/1.4747538. PMID  22979846. Архивировано из оригинал на 2013-02-23. Получено 2019-05-15.
  24. ^ Салливан, Блэр Д .; Weerapurage, Dinesh P .; Гроер, Кристофер С. (2012). Параллельные алгоритмы оптимизации графов с использованием древовидной декомпозиции (Технический отчет). Дои:10.2172/1042920.
  25. ^ Харрисон, Роберт Дж .; Фанн, Джордж I. (2007). «СКОРОСТЬ и ТОЧНОСТЬ В КВАНТОВОЙ ХИМИИ». Обзор SciDAC. 1 (3): 54–65. Архивировано из оригинал на 2012-08-03. Получено 2012-11-19.
  26. ^ Reuter, Matthew G .; Хилл, Джудит С .; Харрисон, Роберт Дж. (2012). "Решение уравнений в частных производных в нерегулярных геометриях методами с множественным разрешением I: встроенные граничные условия Дирихле". Компьютерная физика Коммуникации. 183 (1): 1–7. Bibcode:2012CoPhC.183 .... 1R. Дои:10.1016 / j.cpc.2011.07.001.
  27. ^ «Бесплатная среда для научного моделирования». Журнал R&D. 14 августа 2011 г.. Получено 26 ноября, 2012.
  28. ^ "MADNESS названа 100 победителем в области исследований и разработок".
  29. ^ «Точное численное моделирование химических явлений, связанных с производством и хранением энергии с помощью MADNESS и MPQC».
  30. ^ «Готовность приложения в ORNL» (PDF).
  31. ^ «Вдали от дома - японские аспиранты едут в UT изучать вычислительную химию». Архивировано из оригинал на 2012-12-15.
  32. ^ «Моделирование химии и материалов ускоряет производство и хранение чистой энергии». 1 июня 2011. Архивировано с оригинал 6 августа 2011 г.
  33. ^ Bland, A .; Kendall, R .; Kothe, D .; Rogers, J .; Шипман, Г. (2010). «Jaguar: самый мощный компьютер в мире» (PDF). Материалы конференции группы пользователей Cray. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-12-24.
  34. ^ «Cray представляет суперкомпьютер XC30 мощностью 100 петафлоп». 8 ноября 2012 г.

внешняя ссылка