2013年度理研シンポジウム

理研RICC新搭載GPUと科学へのアプリケーション

シンポジウムは終了しました。多数のご参加ありがとうございました。
※資料はプログラム欄よりダウンロードいただけます。

理研RICCのGPUが2013/1に入れ替わり、NVIDIAのC2075が100枚導入されました。

これはFermi世代のGPUで、理論性能値は515GFlopsと以前のC1060の78GFlopsと比べて6.6倍高速になり、全体で51.5TFlopsという高性能を実現しました。

今回は格子QCDや分子動力学、量子化学などの分野からGPUを活用している方に講演をしていただきます。

また、RICCではGPUを利用するライブラリ、アプリケーションも導入しており今すぐ利用できるよう、スクリプト、ベンチマークの紹介も行います。

終了後、簡単な懇親会を開きます。

みなさまのご参加をお待ちしております。

日時

2013年6月27日(木) 10:00-17:30

会場

独立行政法人 理化学研究所 和光キャンパス 鈴木梅太郎記念ホール

プログラム

時間 トピック 名前(所属) 敬称略
10:00-10:30 ハイブリッド計算機のプログラミング環境RIVER【資料更新】

RICCではアクセラレータとしてGPGPUを搭載しており、先日GPGPUをC2075にアップグレードしました。より高速な環境が手に入る事で、これ迄以上の利用が見込まれますが、効率的なプログラムの開発には課題が残されています。課題へのアプローチとしてプログラミング環境の取り組みについて報告します。

野田茂穂 (理研 情報基盤センター)
10:30-11:00 生体分子シミュレーション研究のGPGPUによる加速【資料更新】
GPGPUを使った生体分子の分子動力学シミュレーションについて、現在の状況をお話しし、AMBERを用いた数マイクロ秒シミュレーションの例を紹介する。シミュレーションの加速とともに、研究の方法論が仮説駆動からデータ駆動へシフトしていることを議論し、大規模トラジェクトリの統計解析の意義やGPGPUを使った解析を紹介する。
松永康佑 (理研 計算科学研究機構 粒子系生物物理研究チーム)
11:00-11:30 分子動力学シミュレーションの生体分子への応用【講演資料後日公開】

分子動力学シミュレーションの生体分子への応用例として、細胞膜を構成している主成分であるリン脂質二重膜のシミュレーションの結果について述べる。我々はMDシミュレーションを用いて、単一脂質からなる二重膜の温度変化に対する挙動の変化について観察を行った。その結果、シミュレーションにおいても実験で示されている相転移を観察することができた。また、MDシミュレーションを蛋白質の設計に用いた例を紹介し、最後に、将来の計画について述べる予定である。

緒方浩二 (理研 イノベーション推進センター 中村特別研究室)
11:30-12:00 積分方程式理論のGPUによる高速化と創薬への応用【講演資料】

分子性液体の積分方程式理論である3D-RISM理論は、分子の周りの溶媒(水など)を分布関数として求める事ができる。そのプログラムは京スパコンなどの超並列計算機にも対応しているが、今回はGPUへの対応についてお話しする。さらに、蛋白質と薬効分子の結合位置探索についての応用をご紹介する。

丸山豊 (大阪大学蛋白質研究所)
昼休み
13:00-14:00 The QUDA library for lattice QCD on GPUs【講演資料】

The exponential growth of floating point power in GPUs, combined with high memory bandwidth, has given rise to an attractive platform upon which to deploy HPC applications. We review the QUDA library which is a domain-specific library designed to accelerate legacy lattice quantum chromodynamics application through providing a rich library of the common performance-critical algorithms, including highly optimized sparse linear solvers. QUDA is a toolbox in which to research and develop algorithms for the exascale future where flops are free and memory bandwidth determines performance. We describe the techniques currently present in QUDA and also consider future directions for development.

Mike Clark (NVIDIA Corp.)
14:00-14:30 Mobius domain wall fermion method on QUDA【講演資料】

Mobius Domain Wall Fermion(DWF) method is an extended form of Shamir’s domain wall fermion action, which provides the same overlap action correspondence in the limit of Ls → ∞ without increasing the numerical cost. Obviously, Mobius DWF has an advantage in smaller size of chiral violation effect coming from residual mass compared with Shamir’s DWF. At α = O(Ls), O(1/Ls) of residual mass error in Shamir’s DWF can be reduced by O(1/Ls^2) in Mobius DWF method. This chiral enhancement on Mobius operator enables us to use the smaller 5th dimensional size of lattice data without scarifying the precision. Furthermore, smaller size of lattice data is very helpful to compute the DWF algorithm on GPU environment. Recently, GPU has been successfully used in lattice QCD applications. However, limited size of GPU memory makes the DWF computation especially difficult. To solve this problem, we have implemented Mobius DWF method based on the QUDA library. Optimization is still in progress.

Hyung-Jin Kim (Brookhaven National Laboratory)
14:30-15:00 Application of GPU computation toward particle physics
【講演資料】

I would like to talk about the recent status of GPU computation for the application to lattice QCD, and also provide some perspective of the role in particle physics.

新谷栄悟 (理研BNL研究センター)
休憩
15:45-16:30 Quantum Chemistry on GPUs 【講演資料】

電子状態計算をGPUを使って高速に行う方法を講演する。密度汎関数法やフラグメント分子軌道法の簡単な紹介の後、GPUによる加速法と問題点を示す。

安田耕二 (名古屋大学、エコトピア科学研究所)

古賀良太(株式会社クロスアビリティ)

16:30-17:00 GPUによる反水素生成講演資料
How to synthesize anti-hydrogen with GPU

Anti-hydrogen, the simplest pure anti-atom consisting of an anti-proton and a positron, is the key substance to investigate the still-not-well-known relation between the anti-World and this-World [1]. Synthesis of high quality anti-hydrogen atom is, however, a difficult task even with the state of art technology and only a tiny amount can be synthesized at a time [1]. In this talk, we will introduce the role of CUNBODY library [2] and SIMBUCA simulation package [3] in an attempt to enhance anti-hydrogen synthesis at CERN by utilizing GPU.

 References

[1] http://www.riken.go.jp/en/pr/press/2010/20101206_2/

   http://www.riken.go.jp/pr/press/2011/20110606_2/digest/

[2] T. Hamada and T. Iitaka, ( arXiv:astro-ph/0703100).

   http://www.iitaka.org/gpgpu_e.html

[3] S. van Gorp,,T.Iitaka, et al., Nucl. Instr. and Meth. A 638, 192-200 (2011).

   http://sourceforge.net/projects/simbuca/

飯高敏晃 (理研 戎崎計算宇宙物理研究室)
17:00-17:30 GPUのしくみ、RICCでの使い方およびベンチマーク【講演資料】

理研RICCに搭載されたGPUのしくみを、使ってみたい研究者、中身を一応知っておきたい研究者向けにやさしく解説します。次に、実際のRICCでのジョブの投げ方、どの程度高速化されるかなどを紹介します。

中田真秀 (理研 情報基盤センター)
18:00- 懇親会 第1食堂東側

参加申し込み

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おしらせ

6/26および6/27の午前まで理研のキャンパスで、(理化学研究所 研究本館4階435、437) ゼロからの格子QCD入門 -有限バリオン密度系の研究を目指しても開かれますので、もしご興味のある方はそちらにご参加後、シンポジウムにいらしてください。

お問い合わせ

シンポジウム事務局 gpusympo@riken.jp

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