技術情報

弊社でベンチマークライセンスを所有している VASP の最新版 5.2.11 を用いました。インプットファイルはお客様よりご依頼のありました実材料の計算インプットファイルなので、詳細は明かせませんが、40原子数における DFT:PAW-PBE の計算になります。

まず実行時間のプロファイルを確認すると下記のような結果を得ました。

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Flat profile:

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total           
 time   seconds   seconds    calls  Ks/call  Ks/call  name    
 48.07   7103.77  7103.77                             fpassm_
 31.23  11718.76  4614.99                             ipassm_
  5.74  12566.89   848.13   156676     0.00     0.00  racc0mu_
  5.17  13331.05   764.17 30512640     0.00     0.00  crrexp_mul_wave_
  2.74  13735.23   404.18   900005     0.00     0.00  hamil_mp_eccp_
  2.62  14121.82   386.59   864166     0.00     0.00  vhamil_
  1.92  14405.89   284.07                             fftwav_
  0.29  14448.98    43.09  2446793     0.00     0.00  real_cmplx_cmplx_mul_
  0.22  14482.07    33.09   142995     0.00     0.00  pw_charge_
  0.19  14509.72    27.65 69142480     0.00     0.00  eccp_nl_
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ここで、計算時間の実に 80% を消費している fpassm と ipassm は、 VASP が標準として同梱している Furtmueller の FFT ルーチンです。この FFT の実装は十分に高速なのですが、VASP では他にも FFTW を使うこともできます。また、その延長で MKL の DFT ルーチンを使うこともできます。弊社の実測では、僅かではあるものの MKL を採用したものに速度優位性がありました。

結論として、VASP を高速化するためには FFT の高速化できなければ有意な結果は得られません。かつ AVX 対応の MKL 以上に高速な FFT ルーチンを別途作成することは極めて困難であろうということから、アルゴリズムのよほど大幅な変更がない限り、現行の VASP を AVX により高速化することは、基本的に MKL に依存することになります。

既にベンチマークにて報告してあります通り、シリアルの計算では圧倒的な優位性をもつ AVX 適用の VASP です。改めて2ソケット版のリリースが待ち遠しい結果となりました。

• ご参考：Sandy Bridge 2ソケット版(E5-2600シリーズ)でのVASP性能評価