“神威·太湖之光”首次實現 千萬核並行第一性原理計算模擬

科技日報合肥7月8日電 （記者吳長鋒）記者從中國科學技術大學獲悉，該校合肥微尺度物質科學國家研究中心金龍教授課題組與合作者緊密合作，針對大尺度數萬原子分子固體體系的第一性原理計算模擬，在國產神威·太湖之光超級計算機上實現了千萬核超大規模並行計算。研究成果日前在線發表於《科學通報》上。

神威·太湖之光超級計算機系統是世界第一台理論浮點計算能力達到十億億次量級的超級計算機系統。其強大的理論浮點計算性能來自於40960個我國自主設計的第二代申威26010眾核處理器，具有更大規模的多級並行計算單元和獨特的片上存儲結構。但其上的並行算法設計和性能優化面臨許多挑戰，迫切需要在重大應用問題的驅動下，發展其上的算法設計和優化實現方法。

通過科研人員的緊密合作，把中國科大理論與計算化學的低標度理論算法與國產高性能並行計算軟硬件的優勢結合起來，充分發揮了國產神威·太湖之光超級計算機的強大計算能力；開發了低標度、低通訊，低內存、低訪存的並行計算方法；實現了具有平面波精度的千萬核超大規模高性能並行計算。同時，模擬體系的大小（數萬原子）比國際同等平面波精度的計算模擬軟件提高了數百倍。

這一成果意味着，藉助當代最先進的計算方法和世界頂級高性能計算平台，大體系、長時間的高精度第一性原理材料模擬已成為現實。