광기

MADNESS
광기
원본 작성자조지 판, 로버트 J. 해리슨
개발자오크 리지 국립 연구소, 스토니 브룩 대학교, 버지니아 공대, 아르곤 국립 연구소
초기 릴리즈포스커밍
안정적 해제
0.10[1] / 2015년 7월 6일; 6년 전(2015년 7월 6일)
리포지토리
유형과학 시뮬레이션 소프트웨어
면허증GNU GPL v2
웹사이트github.com/m-a-d-n-e-s-s/madness

MADIG(Multiiresolution Adaptive Numeral Environment for Scientific Simulation)는 멀티솔루션 분석[3] 분리된 표현에 기초하여 정밀성이 보장된 적응형 및 빠른 조화 분석법을 사용하여 다차원적미분방정식을 해결하기 위한 고도의 소프트웨어 환경이다.[4]

MADIG에는 크게 세 가지 요소가 있다.가장 낮은 수준에서, 메시지 전달 인터페이스글로벌 어레이와 같은 현재의 프로그래밍 도구와의 역호환성을 유지하면서 프로그래머 생산성과 코드 성능/확장성을 향상시키는 것을 목표로 하는 페타스케일 병렬 프로그래밍 환경이다.병렬 도구에 구축된 수치 기능은 많은(1-6+) 차원에서 수치 문제를 구성하고 해결하기 위한 높은 수준의 환경을 제공한다.마지막으로, 숫자 도구에 기초하여, 화학,[6] 원자 및 분자물리학, 물질과학, [8]핵구조 등에 초첨을 둔 새로운 응용 프로그램이다.오픈소스, 오브젝트 지향적인 디자인을 가지고 있으며, 오크리지 국립 연구소Cray XT5아르곤네 국립 연구소의 IBM Blue Gene에서 이미 실행 중인 최대 수백만 개의 코어를 가진 컴퓨터를 위한 병렬 처리 프로그램으로 설계되었다.MADNESS의 작은 매트릭스 곱셈 연산에서도( 큰,BLAS-optimized 매트릭스에 비례)은 기본 계산 커널, 따라서, 현대 CPU에 효율적인 도구는 진행 중인 연구 노력이다.[9].[10]이종 플랫폼으로 MADNESS에 불규칙한 계산 적응시키는 일은 커널의 너무 하는 것으로 작은 크기 때문에 자명하다.컴파일러 지침(예: OpenACC)을 통해 플로잉되었지만 CPU-GPU 시스템에 대해 입증되었다.[11]인텔은 공개적으로 MADIG가 인텔 MIC 아키텍처에서 실행되는 코드 중 하나라고 밝혔으나[13] 아직 성능 데이터는 발표되지 않았다.

MADIG의 화학 능력에는 하트리(Hartree)가 포함된다.화학에서의 fock밀도 기능 이론[15](증상적으로 보정된 잠재력을 가진 분석적 파생상품,[16] 반응 속성 및 시간 의존적 밀도 기능 이론 포함), 핵 밀도 기능 이론[19]Hartree–포크-보골류보프 이론.[20][21] MADIGH와 BigDFT는 Wavelet을 사용하여 DFTTDDFT를 수행하는 가장 널리 알려진 두 가지 코드다.[22]6차원 공간표현이 필요한 다체파 기능도 구현된다(예: MP2[23]).MADIG 내부의 병렬 런타임은 그래프 최적화를 포함한 다양한 기능을 구현하기 위해 사용되어 왔다.[24] 수학적 관점에서 MADIG는 계산 성능의 손실 없이 엄격한 수치 정밀도를 강조한다.[25]이것은 양자 화학이나 핵물리학뿐만 아니라 부분 미분 방정식의 모델링에도 유용하다.[26]

MADIG는 2011년 R&D 100 어워드에서 인정받았다.[27][28]에너지부 슈퍼컴퓨팅 사이트에 중요한 코드로서 아르곤느 국립연구소[29] 오크리지 국립연구소[30] 리더십 컴퓨팅 시설 양쪽에서 최신 슈퍼컴퓨터의 안정성과 성능을 평가하는 데 사용되고 있다.그것은 미국과 일본을 포함한 전세계 사용자들을 가지고 있다. [31]MADIG는 오크리지 리더쉽 컴퓨팅 시설의 DOE INMIT 프로그램에서 연산 화학의 일꾼 코드였으며 크레용 캐스케이드 아키텍처에서 실행해야 할 중요한 코드들 중 하나로 알려져 있다.[34]

참고 항목

참조

  1. ^ "Release 0.10". 6 July 2015. Retrieved 14 March 2018.
  2. ^ Beylkin, Gregory; Fann, George; Harrison, Robert J.; Kurcz, Christopher; Monzón, Lucas (2012). "Multiresolution representation of operators with boundary conditions on simple domains". Applied and Computational Harmonic Analysis. 33 (1): 109–139. doi:10.1016/j.acha.2011.10.001.
  3. ^ Fann, George; Beylkin, Gregory; Harrison, Robert J.; Jordan, Kirk E. (2004). "Singular operators in multiwavelet bases". IBM Journal of Research and Development. 48 (2): 161–171. doi:10.1147/rd.482.0161. S2CID 7385463.
  4. ^ Beylkin, Gregory; Cramer, Robert; Fann, George; Harrison, Robert J. (2007). "Multiresolution separated representations of singular and weakly singular operators". Applied and Computational Harmonic Analysis. 23 (2): 235–253. doi:10.1016/j.acha.2007.01.001.
  5. ^ Thornton, W. Scott; Vence, Nicholas; Harrison, Robert E. (2009). "Introducing the MADNESS numerical framework for petascale computing" (PDF). Proceedings of the Cray User Group Conference.
  6. ^ Fosso-Tande, Jacob; Harrison, Robert (2013). "Implicit solvation models in a multiresolution multiwavelet basis". Chemical Physics Letters. 561–562: 179–184. Bibcode:2013CPL...561..179F. doi:10.1016/j.cplett.2013.01.065.
  7. ^ Fosso-Tande, Jacob; Harrison, Robert (2013). "Confinement effects of solvation on a molecule physisorbed on a polarizable continuum particle". Computational and Theoretical Chemistry. 1017: 22–30. doi:10.1016/j.comptc.2013.05.006.
  8. ^ Vence, Nicholas; Harrison, Robert; Krstic, Predrag (2012). "Attosecond electron dynamics: A multiresolution approach". Physical Review A. 85 (3): 0303403. Bibcode:2012PhRvA..85c3403V. doi:10.1103/PhysRevA.85.033403.
  9. ^ Stock, Kevin; Henretty, Thomas; Murugandi, I.; Sadayappan, P.; Harrison, Robert J. (2011). Model-Driven SIMD Code Generation for a Multi-resolution Tensor Kernel. Proceedings of the IEEE International Parallel Distributed Processing Symposium (IPDPS). pp. 1058–1067. doi:10.1109/IPDPS.2011.101. ISBN 978-1-61284-372-8. S2CID 17880870.
  10. ^ Shin, Jaewook; Hall, Mary W.; Chame, Jacqueline; Chen, Chun; Hovland, Paul D. (2009). "Autotuning and specialization: Speeding up matrix multiply for small matrices with compiler technology" (PDF). Proceedings of the Fourth International Workshop on Automatic Performance Tuning.[영구적 데드링크]
  11. ^ Slavici, Vlad; Varier, Raghu; Cooperman, Gene; Harrison, Robert J. (September 2012). Adapting Irregular Computations to Large CPU-GPU Clusters in the MADNESS Framework (PDF). Proceedings of the IEEE International Conference on Cluster Computing (CLUSTER). pp. 1–9. doi:10.1109/CLUSTER.2012.42. ISBN 978-0-7695-4807-4. S2CID 5637880.
  12. ^ James Reinders (20 September 2012). "Intel Xeon Phi coprocessor support by software tools".
  13. ^ Timothy Prickett Morgan (16 November 2011). "Hot Intel teraflops MIC coprocessor action in a hotel".
  14. ^ Harrison, Robert J.; Fann, George I.; Yanai, Takeshi; Gan, Zhengting; Beylkin, Gregory (2004). "Multiresolution quantum chemistry: Basic theory and initial applications". The Journal of Chemical Physics. 121 (23): 11587–11598. Bibcode:2004JChPh.12111587H. doi:10.1063/1.1791051. PMID 15634124. Archived from the original on 2013-02-23. Retrieved 2019-05-15.
  15. ^ Yanai, Takeshi; George I., Fann; Gan, Zhengting; Harrison, Robert J.; Beylkin, Gregory (2004). "Multiresolution quantum chemistry: Hartree-Fock exchange". The Journal of Chemical Physics. 121 (14): 6680–6688. Bibcode:2004JChPh.121.6680Y. doi:10.1063/1.1790931. PMID 15473723. Archived from the original on 2013-02-24. Retrieved 2019-05-15.
  16. ^ Yanai, Takeshi; George I., Fann; Gan, Zhengting; Harrison, Robert J.; Beylkin, Gregory (2004). "Multiresolution quantum chemistry: Analytic derivatives for Hartree--Fock and density functional theory". The Journal of Chemical Physics. 121 (7): 2866–2876. Bibcode:2004JChPh.121.2866Y. doi:10.1063/1.1768161. PMID 15291596. Archived from the original on 2013-02-23. Retrieved 2019-05-15.
  17. ^ Sekino, Hideo; Maeda, Yasuyuki; Yanai, Takeshi; Harrison, Robert J. (2008). "Basis set limit Hartree--Fock and density functional theory response property evaluation by multiresolution multiwavelet basis". The Journal of Chemical Physics. 129 (3): 034111–034117. Bibcode:2008JChPh.129c4111S. doi:10.1063/1.2955730. PMID 18647020. Archived from the original on 2013-02-23. Retrieved 2019-05-15.
  18. ^ Yanai, Takeshi; Harrison, Robert J.; Handy, Nicholas C. (2005). "Multiresolution quantum chemistry in multiwavelet bases: time-dependent density functional theory with asymptotically corrected potentials in local density and generalized gradient approximations". Molecular Physics. 103 (2–3): 413–424. Bibcode:2005MolPh.103..413Y. doi:10.1080/00268970412331319236. S2CID 96910088.
  19. ^ "UNEDF SciDAC Collaboration Universal Nuclear Energy Density Functional". Archived from the original on 2013-04-03. Retrieved 2012-11-19.
  20. ^ Pei, J.C.; Fann, G.I.; Harrison, R.J.; Nazarewicz, W.; Hill, J.; Galindo, D.; Jia, J. (2012). "Coordinate-Space Hartree-Fock-Bogoliubov Solvers for Superfluid Fermi Systems in Large Boxes". Journal of Physics: Conference Series. 402 (1): 012035. arXiv:1204.5254. Bibcode:2012JPhCS.402a2035P. doi:10.1088/1742-6596/402/1/012035. S2CID 119215739.
  21. ^ Pei, J. C.; Stoitsov, M. V.; Fann, G. I.; Nazarewicz, W.; Schunck, N.; Xu, F. R. (December 2008). "Deformed coordinate-space Hartree-Fock-Bogoliubov approach to weakly bound nuclei and large deformations". Physical Review C. 78 (6): 064306–064317. arXiv:0807.3036. Bibcode:2008PhRvC..78f4306P. doi:10.1103/PhysRevC.78.064306. S2CID 119281109.
  22. ^ Natarajan, Bhaarathi; Genovese, Luigi; Casida, Mark E.; Deutsch, Thierry; Burchak, Olga N.; Philouze, Christian; Balakirev, Maxim Y. (2012). "Wavelet-based linear-response time-dependent density-functional theory". Chemical Physics. 402: 29–40. arXiv:1108.3475. Bibcode:2012CP....402...29N. doi:10.1016/j.chemphys.2012.03.024. S2CID 96589229.
  23. ^ Bischoff, Florian A.; Harrison, Robert J.; Valeev, Edward F. (2012). "Computing many-body wave functions with guaranteed precision: The first-order Moller-Plesset wave function for the ground state of helium atom". The Journal of Chemical Physics. 137 (10): 104103–104112. Bibcode:2012JChPh.137j4103B. doi:10.1063/1.4747538. PMID 22979846. Archived from the original on 2013-02-23. Retrieved 2019-05-15.
  24. ^ Sullivan, Blair D.; Weerapurage, Dinesh P.; Groer, Christopher S. (2012). Parallel Algorithms for Graph Optimization using Tree Decompositions (Technical report). doi:10.2172/1042920.
  25. ^ Harrison, Robert J.; Fann, George I. (2007). "SPEED and PRECISION in QUANTUM CHEMISTRY". SciDAC Review. 1 (3): 54–65. Archived from the original on 2012-08-03. Retrieved 2012-11-19.
  26. ^ Reuter, Matthew G.; Hill, Judith C.; Harrison, Robert J. (2012). "Solving PDEs in irregular geometries with multiresolution methods I: Embedded Dirichlet boundary conditions". Computer Physics Communications. 183 (1): 1–7. Bibcode:2012CoPhC.183....1R. doi:10.1016/j.cpc.2011.07.001.
  27. ^ "Free framework for scientific simulation". R&D Magazine. 14 August 2011. Retrieved November 26, 2012.
  28. ^ "MADNESS Named R&D 100 Winner".
  29. ^ "Accurate Numerical Simulations Of Chemical Phenomena Involved in Energy Production and Storage with MADNESS and MPQC".
  30. ^ "Application Readiness at ORNL" (PDF).
  31. ^ "Far from home - Japanese graduate student journeys to UT to study computational chemistry". Archived from the original on 2012-12-15.
  32. ^ "Chemistry and Materials Simulations Speed Clean Energy Production and Storage". 1 June 2011. Archived from the original on 6 August 2011.
  33. ^ Bland, A.; Kendall, R.; Kothe, D.; Rogers, J.; Shipman, G. (2010). "Jaguar: The world's most powerful computer" (PDF). Proceedings of the Cray User Group Conference. Archived from the original (PDF) on 2012-12-24.
  34. ^ "Cray unveils 100 petaflop XC30 supercomputer". 8 November 2012.

외부 링크