1 / 26

Александр Новоселов (ИТПМ МГУ) Олег Павловский (ИТПМ МГУ)

Применение суперкомпьютерных технологий и технологии CUDA для PIMC моделирования в физике конденсированного состояния вещества на примере металлического водорода. Александр Новоселов (ИТПМ МГУ) Олег Павловский (ИТПМ МГУ). Что такое PIMC: Path Integral. теоретически.

sana
Download Presentation

Александр Новоселов (ИТПМ МГУ) Олег Павловский (ИТПМ МГУ)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Применение суперкомпьютерных технологий и технологии CUDA для PIMCмоделирования в физике конденсированного состояния вещества на примереметаллического водорода Александр Новоселов (ИТПМ МГУ) Олег Павловский (ИТПМ МГУ)

  2. Что такое PIMC: Path Integral теоретически в численном моделировании

  3. Что такое PIMC: Path Integral среднее значение наблюдаемой

  4. Что такое PIMC: Monte Carlo (по всему бесконечномучислу конфигураций) - большое, но конечное число случайных конфигураций с вероятностью

  5. PIMC: распараллеливание 1

  6. PIMC: генерация конфигураций Любая начальнаяконфигурация x0 «нетермализованные»конфигурации Марковский процесс «термализованные»конфигурации Условие детального баланса Предельное распределение

  7. PIMC: распараллеливание 2

  8. Алгоритм: проблема автокорреляций

  9. Алгоритм: многоуровневый

  10. Алгоритм: многоуровневыйвыбор действия уровня

  11. Алгоритм: многоуровневыйCUDA-распараллеливание Блок 1 Нить 1 Блок 2 Координаты разных слоёв не связаны Координаты разных частиц одного слоя связаны Нить 2 У блоков нет общего кэша У нитей в блоке есть общий кэш Нить Nthreads Блок Nblocks

  12. Металлический водород: на Земле Ячейки с алмазными наковальнями – Diamond Anvil Cells Eremets M.I., Troyan I.A.Conductive dense hydrogen // Nature Materials. — 2011.

  13. Металлический водород: в космосе

  14. Металлический водород: модель Вигнеровский кристалл протонов

  15. Металлический водород: постановка задачи • Уравнения состояния • Фазовый переход • Энергия • Потенциальная • Кинетическая • Полная внутренняя • Давление • Отношение Линдеманна • Конфигурации

  16. Результаты: потенциальная энергия rs=200 (ρ=2,1*10^6 кг/м^3)

  17. Результаты: кинетическая энергия rs=200 (ρ=2,1*10^6 кг/м^3)

  18. Результаты: давление rs=200 (ρ=2,1*10^6 кг/м^3)

  19. Результаты: отношение Линдеманна

  20. Результаты:конфигурации rs=200 (ρ=2,1*10^6 кг/м^3) T=14*10^3 К

  21. Результаты:конфигурации rs=200 (ρ=2,1*10^6 кг/м^3) T=13*10^3 К Объёмно-центрированная кубическая (bcc) решётка

  22. Фазовый переход

  23. Фазовый переход:проблема термализации Один процессор успел дотермализоваться «метастабильное состояние»

  24. Фазовый переход:распараллеливание термализации время Раздача термализованной конфигурации Эффективная набранная статистика

  25. Выводы: физика • Получены уравнения состоянияи – полное термодинамическое описание • Обнаружен и исследован фазовый переход жидкость – bcc кристалл

  26. Выводы: вычислительные технологии • Реализованы высокопроизводительные алгоритмы, применимые и в других моделях • Использование суперкомпьютера – почти идеальное mpi-распараллеливание • Использование технологии CUDA, распараллеливание на GPU – ускорение в ≈2*30 раз (на процессор) • Полный объём использованных вычислительных ресурсов≈10 000 процессоро-часов

More Related