KONWIHR Project: IPHIGENIE/CPMD

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Optimierung einer DFT/PMM Hybridmethode zur Simulation reaktiver Zentren in Proteinen

Project summary

Im Rahmen dieses KONWIHR-Projekts wurde die Implementierung einer DFT/PMM-Multi- Skalenmethode im Programmpaket IPHIGENIE/CPMD für den HPC Einsatz optimiert. Dafür wurden die beiden separaten Programme in einem Executable zusammengefasst und so ein robuster Startup sowie effizienter Datentransfer ermöglicht. Weiterhin wurde die bisherige Beschränkung des DFT/PMM Interfaces auf einen PMM-MPI-Prozess aufgehoben und so ein vollständig OpenMP/MPI-parallelisiertes Hybridprogramm erschaffen. Die MPI/OpenMP-Parallelisierungs- Strategie kann für beide Programmteile separat auf das Optimum festgelegt werden.

Wie die Skalierungstest anhand eines kleinen DFT/PMM-Systems beweisen, bleiben die hervorragenden Skalierungseigenschaften von CPMD auch im Interface-Modus erhalten. Bis 512 Rechenkerne skaliert die Anwendung praktisch linear und bis 2048 Rechenkerne konnte noch eine verwertbare Geschwindigkeitssteigerung erzielt werden.

IPHIGENIE/CPMD ist nun erstmals auf HPC Systemen und für biologisch relevante DFT/PMM Fragestellungen einsetzbar. Die Skalierungstests zeigten weiterhin auf, dass eine weitere Verbesserung der Gesamtperformance durch einen überarbeiteten DFT-PMM-Wechselwirkungs- Algorithmus erreicht werden kann.

KONWIHR funding

  • KONWIHR funding: two months during Multicore-Software-Initiative 2013

Contact:

  • Prof. Dr. Paul Tavan & Dr. habil. Gerald Mathias, LS Biomolekulare Optik, Department für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München