背景

某醫(yī)藥公司在使用 VASP 生物醫(yī)藥分子模型優(yōu)化自己的算法時遇到了性能低下的問題，為了解決這個問題，一起針對VASP分子模型的特點，進行技術(shù)匹配，最終發(fā)現(xiàn)，英特爾? oneAPI工具套件中的MPI庫能夠助其獲得理想結(jié)果。

使用的技術(shù)

MPI (Message Passing Interface)，是開發(fā)者們在科學(xué)計算程序中，用于在參與計算的不同 CPU、或服務(wù)器節(jié)點之間進行消息傳遞的一組規(guī)范或接口，通過這組接口，能幫助開發(fā)工程師們在不同的計算平臺上快速編寫可跨平臺移植的并行計算程序，提升開發(fā)效率。

VASP（全稱 Vienna Ab-initio Simulation Package）是維也納大學(xué)Hafner小組開發(fā)的進行電子結(jié)構(gòu)計算和量子力學(xué)-分子動力學(xué)模擬軟件包。它是材料模擬和計算物質(zhì)科學(xué)研究中最流行的商用軟件之一。

測試

測試環(huán)境基于火山引擎g2i實例，采用雙路版第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器，提供強勁性能。

a. 測試步驟

步驟1，安裝英特爾? OneAPI 工具套件，并使能環(huán)境變量；

步驟2，基于OneAPI 中的英特爾? Compiler 和MKL（數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫），編輯VASP 軟件包的makefile，編輯相關(guān)庫的地址，打開編譯器優(yōu)化配置，編譯構(gòu)建VASP 程序；

步驟3，獲取測試用例，運行VASP 程序：

Bash
cd PATH-TO-CASE
mpirun -genv I_MPI_DEBUG=5 -np 4 PATH-TO/ binary/vasp_std

b. 優(yōu)化效果

基于業(yè)務(wù)模型提供定制化解決方案，其中包括使用英特爾? oneAPI 工具套件提升性能[1]：

實際性能受使用情況、配置和其他因素的差異影響。更多信息請見www.Intel.cn/PerformanceIndex

c. 異常 case 優(yōu)化：

客戶測試中遇到了一個異常 case，導(dǎo)致容易超時甚至運算失敗等問題，而且在不同的配置下最終運算結(jié)果會有小幅度的差異。

通過英特爾與火山引擎聯(lián)合定位分析，最終選擇了新版本的英特爾? MPI，結(jié)合測例中的NPAR參數(shù)調(diào)優(yōu)：

? VASP 官方推薦實踐：

? 調(diào)優(yōu)后的最佳實踐：去掉 NPAR 這個參數(shù)，可以獲得平衡的性能以及穩(wěn)定的結(jié)果輸出。

結(jié)論

火山引擎向該生物醫(yī)藥科技公司提供了基于英特爾? oneAPI 工具套件中的MPI庫，廣泛賦能更加數(shù)字化和智能化的藥物研發(fā)效率升級，并對VASP分子訓(xùn)練模型進行了NUMA親和性優(yōu)化，極大地提高了運算性能，從而提高研發(fā)成功率、降低研發(fā)成本。

[1] 測試日期為 2022 年 9 月，該數(shù)據(jù)由字節(jié)跳動提供，英特爾并不控制或?qū)徲嫷谌綌?shù)據(jù)。請您審查該內(nèi)容，咨詢其他來源，并確認提及數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。