CP2K支持MPI方式并行也支持OpenMP方式并行。最初CP2K是完全基于MPI并行的,但每个核心对应一个MPI进程来并行跑CP2K的话,对某些任务、较大体系消耗内存较高。CP2K如今很多代码也利用OpenMP方式实现了并行化,OpenMP并行的好处是很多数据可以在不同线程之间共享而不用保存副本,从而比MPI并行明显更节约内存。但由于有些CP2K代码仍只能通过MPI方式并行,因此单纯靠OpenMP并行的话某些任务的速度可能明显不及MPI并行,而且并行核数很多时纯OpenMP的并行效率比纯MPI并行的略低是很多科学计算程序中常见的现象。CP2K也支持MPI和OpenMP混合并行,比如CPU有36核,那么可以比如用9个MPI进程,每个MPI进程下属4个OpenMP线程,这样9*4把36个核都利用上,比直接用36个OpenMP线程并行效率可能明显更高,而比用36个MPI进程则明显更省内存(这对于杂化泛函计算比较重要。杂化泛函耗内存远高于纯泛函,如果借助OpenMP节约内存,使得有足够内存储存所有双电子积分,即in-core方式做SCF,就可以避免每次迭代过程中重算这些积分,令SCF迭代过程耗时低得多)。
MPI或MPI+OpenMP可以跨节点并行(OpenMP限于节点内),而纯OpenMP只能单机并行,因为OpenMP是基于共享内存的并行技术。
根据支持的并行方式的不同,CP2K分为四个版本:
sopt:只能单机单核计算,无法并行。s意为single
ssmp:OpenMP并行,可以单机多核运行。smp意为Symmetric multiprocessing
popt:MPI并行,可以单机并行也可以跨节点并行。p意为parallel
psmp:MPI+OpenMP混合并行,可以单机并行也可以跨节点并行
sopt版严格等价于ssmp版结合OMP_NUM_THREADS=1,popt版严格等价于psmp版结合OMP_NUM_THREADS=1。
实际上还有sdbg和pdbg版,前者相当于ssmp结合debug设置,后者相当于psmp结合debug设置,但这对于开发者调试程序才有意义,所以本文2.3节我们没有编译这俩版本
暂无数据
暂无数据