基于国产c86处理器的CP2K软件移植与优化 |
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引用本文: | 范黎林,乔一航,李俊飞,柴旭清,崔容培,韩秉豫.基于国产c86处理器的CP2K软件移植与优化[J].计算机科学,2023(6):58-65. |
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作者姓名: | 范黎林 乔一航 李俊飞 柴旭清 崔容培 韩秉豫 |
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作者单位: | 1. 河南师范大学计算机与信息工程学院;2. 河南师范大学高性能计算中心;3. 智慧商务与物联网技术河南省工程实验室;4. 中国科学院大学计算机科学与技术学院;5. 河南师范大学软件学院 |
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基金项目: | 河南省高等教育教学改革研究与实践立项项目(2021SJGLX354); |
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摘 要: | CP2K是目前运行最快的开源第一性原理材料计算和模拟软件,源码中调用协处理器的部分基于CUDA架构编写。因平台底层硬件架构和编译环境不同,原生的CP2K软件无法调用国产c86处理器平台上的DCU,因此不能实现跨平台应用。为解决该问题,提出了一种CP2K面向该平台的移植方案。该方案的核心思想为:对CP2K软件中主要基于CUDA接口实现的DBCSR库进行代码分析,拆解对应结构体和类的封装方式,并基于HIP的编程标准对其进行实现和封装。在国产c86处理器平台上编译安装HIP版的DBCSR库,链接CP2K软件,最终实现运行DCU版的CP2K软件。后续选取两个测试算例,基于编译级与运行级对其进行优化实验。实验发现,删除CP2K脚本链自动安装的FFTW库可提高计算结果精度。实验结果表明,所使用的优化方法可显著提升CP2K软件的计算效率和计算准确性,为实现开源软件面向国产平台的移植优化和国产化替代做出贡献。
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关 键 词: | CP2K DBCSR 编译优化 MPI运行优化 HIP移植 JIT编译 |
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