GRAPE型専用計算機による量子化学

Research Project

Project/Area Number	18700288
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Bioinformatics/Life informatics
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	安田耕二 Nagoya University, 大学院・情報科学研究科, 助教 (70293686)
Project Period (FY)	2006 – 2007
Project Status	Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help	¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2006: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywords	量子化学 / 密度汎関数法 / 専用計算機
Research Abstract	量子化学計算で最もよく使われる密度汎関数法を、SIMD型計算機で実行する事で、飛躍的な高速化を目指した研究である。最近のグラフィックボードは単精度で高速なSIMD型プロセッサで作られており、多数出荷されるため価格性能比が高い。そこでグラフィックボードで密度汎関数計算をするアルゴリズムを開発した。単精度演算でも必要精度が得られるよう、昨年開発したCoulomb項と交換相関項の計算アルゴリズムを改良した。NVIDIA社のGeForce8800 GTXにCUDAを用いて実装し、インターフェースC関数を書き、Gaussian03と結合した。代表分子としてTaxolやValinomycinを選び、計算精度と実行時間を調べた。単精度演算でも、倍精度と実用上差が無いエネルギーが得られた。またCoulomb項はPentium42.8GHzの約10倍、交換相関項は約80倍の速度を得た。全体では最新のQuad core CPUの約7倍の速度であり、安価なグラフィックボードで密度汎関数計算を、大幅に加速できる事が分かった。