非経験的分子軌道計算の超高速化に関するハードウェアおよびソフトウェアの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07554084
• Section: 試験
• Research Institution: Ochanomizu University
• Principal Investigator: 平野 恒夫 お茶の水女子大学, 理学部・化学科, 教授 (40011027)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 和彰 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (10200263) ; 小原 繁 北海道教育大学, 教育学部, 助教授 (80160935) ; 長嶋 雲兵 お茶の水女子大学, 理学部・情報科学科, 教授 (90164417)
• Keywords: 専用計算機 / 分子軌道法 / 並列計算

Research Abstract

本研究の目的は、非経験的分子軌道法計算の超高速化専用のデバイスと計算機システムの試作であり、戦略的には、計算優位生を確立して我が国の物質科学のレベルを欧米のそれより格段に高めることにある。
本研究では世界的に利用されているハートリーフォック(HF)法の超高速化専用デバイスとそれを組み込んだ計算機システムのプロトタイプを開発した。HF法は、非経験的分子軌道法の中で最も基本的なもので、それ故、プログラムも整備されて世界的に使われている。この方法の最大の利点は分子構造の最適化にあるので、本研究では分子軌道計算の部分ばかりではなく構造最適化の部分にも重要な寄与をする分子積分の計算部分を高速化することを試みた。
本研究ではHF法の分子積分の部分を高速化する。そのために専用多重並列計算機システムのプロトタイプを開発した。このシステムは、三重構造をとっており、Master(M)がSlave(S)を管理し、SはTを管理する。本研究ではMとSをワークステーションクラスタで構築し、TはLSIとボードの設計を行ない、積分計算専用の計算ボードとした。Mの役割は計算管理とFock行列の対角化であり、SではFock行列の一部を作成する。Tでは必要な分子積分を計算する。
本年度は、専用計算機システムの制御と計算アルゴリズム開発・評価、および専用デバイスの設計と計算アルゴリズム開発・評価さらに専用計算機システムの詳細設計と開発・評価をおこなった。

Research Products

• [Publications] 長嶋雲兵他: "超高速分子軌道計算専用機MOEの開発" IPSJ SIG Notes. 95. 98-94 (1996)
• [Publications] 小原繁他: "超高速分子軌道計算専用機MOEのアーキテクチャ" 情処研報. 45-50 (1996)
• [Publications] 村上和彰他: "超高速分子軌道計算専用機MOEのアーキテクチャ" 信学技報. (1996)