科学者は、量子化学をシミュレートするためにexaflopの障壁を破ります

ドイツ、パーダーボルンの科学者、トーマス・D・キューネ教授とクリスチャン教授が率いるチーム

Plössla は、世界初のグループとなることができました。これにより、計算科学アプリケーションにおける 1 秒あたり 1 兆回を超える浮動小数点演算という主要なエクサスケールの壁が打ち破られました。この成果により、彼らは新たな世界記録を樹立しました。

科学者たちはエクサスケールの課題を克服しました実際の科学計算アプリケーションで SARS-CoV-2 スパイクタンパク質をシミュレーションしながら。彼らは、米国の国立エネルギー研究科学計算センター (NERSC) の Perlmutter スーパーコンピューターの助けを借りて画期的な進歩を遂げました。

パールムッターは現在5位世界で最も速いコンピューター。基礎となったのは、Plössl と Kühne が近年開発し、オープンソースの量子化学プログラム CP2K に統合された新しいモデリング手法でした。

ハイパフォーマンスコンピューティングの世界では1 秒あたりに実行される倍精度 (64 ビット) 浮動小数点演算の回数は、スーパーコンピューターのパフォーマンスのベンチマークであり、1984 年に初めて 1 秒あたり 10 億回の演算回数に達し、今日のすべてのスマートフォンがこの数値を超えています。

SARS-CoV-2 スパイクタンパク質のモデル化科学者は 4,400 の GPU アクセラレータを使用して、エクサフロップスのしきい値を超え、1.1 エクサフロップスに到達しました。比較のために、8,300 万個の原子に対して 1 つのシミュレーション ステップに 42 秒かかります。これは、プロセスが約 47 × 10 の 18 乗の浮動小数点演算を実行することを意味します。メモリ要件がなければ、このような計算には、2008 年の最初のペタフロップス システムである Roadrunner スーパーコンピューターでは約 13 時間かかり、1997 年に使用された最初のテラフロップス システムである ASCI Red では約 1 年半かかりました。

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