基于国产c86处理器的CP2K软件移植与优化

CP2K是目前运行最快的开源第一性原理材料计算和模拟软件，源码中调用协处理器的部分基于CUDA架构编写。因平台底层硬件架构和编译环境不同，原生的CP2K软件无法调用国产c86处理器平台上的DCU,因此不能实现跨平台应用。为解决该问题，提出了一种CP2K面向该平台的移植方案。该方案的核心思想为：对CP2K软件中主要基于CUDA接口实现的DBCSR库进行代码分析，拆解对应结构体和类的封装方式，并基于HIP的编程标准对其进行实现和封装。在国产c86处理器平台上编译安装HIP版的DBCSR库，链接CP2K软件，最终实现运行DCU版的CP2K软件。后续选取两个测试算例，基于编译级与运行级对其进行优化实验。实验发现，删除CP2K脚本链自动安装的FFTW库可提高计算结果精度。实验结果表明，所使用的优化方法可显著提升CP2K软件的计算效率和计算准确性，为实现开源软件面向国产平台的移植优化和国产化替代做出贡献。