- 发布日期
北大团队完成 ABACUS 原子算筹软件深度优化，优化 19 类材料核心算子
- 作者
- 姓名
- 荷鲁斯快报
- 社交账号
11月1日，北京大学力学与工程科学学院陈默涵研究员团队在鲲鹏920全系列平台完成ABACUS（原子算筹）适配，并逐项优化19类材料核心算子。28核、28进程×1线程配置下，SVE版本比业界主流CPU快1.3至3.9倍。单节点满核并启用矩阵运算单元时最高提速10.7倍，相关代码已推送GitHub开源社区。
密度泛函理论是研究半导体、金属等材料性质的主流第一性原理方法。ABACUS由国内多家单位联合开发，国内外用户超过一千人，应用单位过百家。此次工作在北京大学鲲鹏昇腾科教创新卓越中心支持下推进。
适配先打通编译链和数学库依赖。鲲鹏920不同型号支持NEON、SVE、SVE512及矩阵运算单元，团队为三款芯片配置不同编译路径，并新增USE_KML选项接入鲲鹏数学库。团队还调整KFFT的OMP配置及KScaLAPACK默认值，完成整体适配。
算得对是前提。NEON、SVE和矩阵运算版本均通过平面波基组、LCAO、sDFT、DeePKS等集成测试，数值结果与业界主流实现一致。性能测试覆盖GaAs、MoS2、H2O等10个典型体系，规模8至216原子；随机轨道DFT算例中，SVE版本快2.8至3.1倍，矩阵运算版本快6.1至20.1倍。
算法层优化聚焦通用编译器和数学库盲区。团队抽取19类核心算子改写，涉及基础数学函数、数值插值积分、球谐函数、矩阵变换、混合精度和并行调度等模块。广义拉盖尔多项式由递归改为迭代，复杂度降至O(n)，百万次调用测试快约8倍；插值区间查找改用二分查找，400项表平均比较次数从约200次降至9次。
优化还借助DevKit源码自动优化能力识别同类瓶颈并生成代码。在920新型号上，8原子温稠密碳sDFT算例提速2.28倍，512个Si原子LCAO算例提速2.66倍。该方案依赖鲲鹏全链路支撑，调优经验可沉淀为其他科学软件可用的基础工具。
