分散メモリ型並列計算機に適した新しい大規模フォック行列生成アルゴリズム-積分カットオフとの関連- A Novel Algorithm for Large-Scale Fock Matrix Generation with Small Local Distributed Memory Parallel Architecture.-Relation to the Integral Cutoff-

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抄録

分散メモリ型並列計算機上での大規模分子軌道計算で、計算時間短縮に大きな効果をもたらす積分カットオフの問題に注目し、積分カットオフの閾値が計算結果に与える影響や、大規模分子における積分カットオフの割合について調べた。大規模分子では、2つの添字だけで行なうカットオフによって生き残る基底数の割合が10%以下となりほぼ一定値になること、これにより、積分数は事実上基底数 N の二乗に減少することが判明した。よって、ホストと各プロセッサの間で行列転送を行なう際には積分カットオフに対応した転送行列のカットオフを行なう事が通信量やメモリ量の軽減に必須であることが分かった。

We are now developing a special purpose machine for accelerating ab initio molecular orbital calculations, MOEngine, a parallel architecture with small local distributed memories. This machine enables low-cost and high-performance molecular orbital calculations. MOEngine has such small memories, several megabytes, for each processor that all the matrix elements cannot be put on each memory. Conventional Fock matrix construction algorithms cannot be applied for MOEngine, and a new parallel distributed algorithm is required in which matrix element data are transferred between a host machine and each processor whenever it is necessary. Then, we developed a novel algorithm for large-scale Fock matrix generation with small local distributed memory parallel architecture. In this paper, we give a detailed explanation of "cutoff", and descrive the relationship between the "cutoff" and a Fock matrix generation algorithm for small distributed memory. In such an algorithm, "matrix element cutoff" which cooperates with the integral cutoff is indispensable for the decrease of the amount of data transfer. We have also investigated how much integral cutoff is done in large molecules. The ratio of the cutoff-survival basis number to the original basis number is less than 10%, and the survival basis number becomes nearly constant. This means that, in large molecules, the number of effective electron repulsion integrals decreases remarkably and is proportional to the order of <i>N</i> <sup>2</sup>

収録刊行物

  • The Journal of chemical software  

    The Journal of chemical software 6(3), 85-104, 2000-09-15 

    SOCIETY OF COMPUTER CHEMISTRY, JAPAN

参考文献:  17件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10004709076
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10470405
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09180761
  • NDL 記事登録ID
    5483474
  • NDL 雑誌分類
    ZP1(科学技術--化学・化学工業) // ZM13(科学技術--科学技術一般--データ処理・計算機)
  • NDL 請求記号
    Z17-1611
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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