释放Tesla威力 中科院取得模拟性能桂冠

吸血大魔王

       借助采用NVIDIA Tesla集群的全球最快的超级计算机天河一号A，中国科学院过程工程研究所 (CAS-IPE) 的研究人员日前完成了一项关键性的研究工作。他们成功模拟了1,100亿个原子的行为模型，性能高达前所未有的每秒1.87千万亿次浮点运算 (Petaflops)。 而之前此类模拟的纪录是490亿个原子、性能为每秒369万亿次浮点运算 (Teraflops)。

天河1号A集群

　　分子动力学模拟能够通过对体系内部原子的行为进行计算来实现对这些原子行为的模拟与预测，所以长期以来一直是材料学及物理学等领域应用广泛的研究方法。由于计算量极大，因此分子动力学模拟需要极其强劲的运算集群才能完成特定性能级别的研究工作。在Tesla出现之前，即便是几千万原子的体系，对于传统的超级计算机来说都是一项不小的挑战。而Tesla集群的出现，使得研究人员得到了所需的充沛的浮点运算能力，这大大加快了分子动力学模拟领域的发展进程。

大体系分子动力学模拟

　　本次模拟采用中科院自行开发的多体键序作用势(BOP)程序，将1100亿个原子组成的单晶硅晶格体系设置进内存，然后采用单精度过程对116ps（皮秒）内的整个体系中原子的动作参数进行了模拟，总耗时3小时左右，研究人员通过对结果进行检查，认为模拟结果完全达到了真实材料在正常环境中动作的精度，换句话说，研究人员成功的重新建立了宏观现实级的材料的虚拟镜像，并让它“活在”了内存中。

运行中的集群

　　本次模拟的单晶硅体系对于太阳能领域的研究有着重大意义，根据全球咨询公司毕马威（KPMG）8日发布的调查，美国、中国、印度将是全球可再生能源产业兼并与收购投资的前三大目的地，中国在全球新能源领域的角色日益吃重。78%的受访者预期可再生能源产业兼并收购的新参与者将来自中国，59%选北美，42%选印度，41%选西欧。而随着石油价格上扬以及日本核危机的发生，太阳能、风能、生物能源、潮汐能等可再生清洁能源更加受到投资者的青睐。调查还显示，今年第一季度，全球可再生能源兼并收购金额达112亿美元，比去年同期翻了一番。本次中科院的模拟，对中国在清洁能源领域的发展有着重要的积极意义。