Hybrid-parallel formulation of fundamental quantum-chemical algorithms

• Autorzy: Mazur G. , Makowski M. , Kuna D.

Warianty tytułu

PL

Hybrydowe zrównoleglenie podstawowych algorytmów kwantowo-chemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hybrid-parallel variants of Hartree-Fock, Kohn-Sham and Moller-Plesset second-level perturbation theory are described. Their efficiency with respect to the serial and MPI-based parallel implementations are measured and briefly analyzed. It is shown that while hybrid parallelization provide increased efficiency in all cases, the magnitude of the effect strongly depends on the features of the particular algorithm.

PL

Przedstawiono hybrydowo zrównoleglone warianty metod Hartreego-Focka, Kohna-Shama i rachunku zaburzeń Mollera-Plesseta drugiego rzędu. Porównano ich wydajność względem implementacji szeregowej i implementacji zrównoleglonej za pomocą mechanizmu przekazywania komunikatów (MPI). Pokazano, że hybrydowe zrównoleglenie zapewnia zwiększoną wydajność we wszystkich analizowanych przypadkach, przy czym wielkość uzyskanego przyspieszenia silnie zależy od cech danego algorytmu.

Słowa kluczowe

EN

computational chemistry; parallelization

PL

chemia obliczeniowa; zrównoleglenie

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Science
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 12
• Strony: 163--168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mazur G.

• Department of Computational Methods in Chemistry, Jagiellonian University, ul. Ingardena 3, 30-060 Krakow, Poland

autor

Makowski M.

• Department of Theoretical Chemistry, Jagiellonian University, ul. Ingardena 3, 30-060 Krakow, Poland

autor

Kuna D.

• AGH University of Science and Technology, ACC CYFRONET AGH, ul. Nawojki 11, 30-950 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] IEEE Std 1003.1.
• [2] MPI-2: Extensions to the message-passing interface. http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/mpi-standard/mpi-report-2.0/mpi2-report.htm, ?
• [3] Openmp application programming interface. http://www.openmp.org/drupal/mp-documents/spec25.pdf.
• [4] Becke A. D.: Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behaviour. Phys. Rev. A, 38(6), 1988, pp. 3098-3100.
• [5] Casida M.E.: Time-dependent density functional response theory of molecular systems: Theory, computational methods, and functionals. [in:] J. M. Seminario, editor, Recent developments and applications in density functional theory. Elsevier, Amsterdam, 1996.
• [6] Helgaker T., Jorgensen P., Olsen J.: Molecular Electronic Structure Theory. John Wiley and Sons, ltd., 2000.
• [7] Ishimura K., Kuramoto K., Ikuta Y., Hyodo S.: Mpi/openmp hybrid parallel algorithm for hartree-fock calculations. J. Chem. Th. Comp., 6, 2010, p. 1075.
• [8] Kohn W., Sham L. J.: Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Phys. Rev. A, 140(4), 1965, pp. 1133-1138.
• [9] Mazur G., Makowski M.: Effective resource allocation in parallel quantum-chemical calculations. Computing and Informatics, in press.
• [10] Mazur G., Makowski M.: Development and optimization of computational chemistry algorithms. Computing and Informatics, 28, 2009, pp. 115-125.
• [11] Roothaan C.C. J.: New developments in molecular orbital theory. Rev. Mod. Phys., 23, 1951, pp. 69-89.
• [12] Skylaris C.-K., Gagliardi L., Handy N. C., Ioannou A. G., Spencer S., Willetts A.: On the resolution of identity coulomb energy approximation in density functional theory. J. Mol. Struc. (Theochem), 501-502, 2000, pp. 229-239.