中科院推新计算软件，支持二十万原子规模模拟

据中国科学院官方消息，量子微扰理论在凝聚态物理及材料科学等领域发挥着关键作用，能够揭示拉曼光谱、极化率以及声子谱等微观物理特性。近期，中科院计算机网络信息中心科研团队成功开发出一款名为HIP-DFPT的大规模量子微扰计算软件，主要面向异构GPU集群。据悉，该项研究成果已被CCF A类期刊IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems正式收录。

针对量子微扰计算中存在的负载不规则问题，该团队引入了多流异步流水、GPU内存优化以及微任务重组等创新手段。这些技术将细碎的计算任务整合为更契合GPU运行的微任务单元，从而有效减少了数据传输与通信成本，并显著提高了数据访问效率及线程利用率。此外，研究人员还构建了针对复杂分支代码的人工智能性能建模机制，只需采集少许运行数据便能迅速预估任务耗时。配合混合多级负载均衡算法，系统实现了GPU内部与节点间的动态调度协同优化。

测试数据显示，HIP-DFPT软件具备出色的并行扩展性能，最多可部署于8192张国产GPU上。该系统能够完成包含20万个原子的体系全电子精度模拟，使得原子吞吐量大幅增长了70%。这一结果充分证实了该工具在大型量子微扰计算场景下的工程应用潜力，同时也为异构GPU集群上复杂科学计算程序的智能优化探索出了全新路径。