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(shí)遇到了性能低下的問題，為了解決這個(gè)問題，一起針對(duì)VASP分子模型的特點(diǎn)，進(jìn)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?cè)诳茖W(xué)計(jì)算程序中，用于在參與計(jì)算的不同 CPU、或服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)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?cè)诓煌挠?jì)算平臺(tái)上快速編寫可跨平臺(tái)移植的并行計(jì)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(jìn)行電子結(jié)構(gòu)計(jì)算和量子力學(xué)-分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件包。它是材料模擬和計(jì)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(shí)例，采用雙路版第三代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器，提供強(qiáng)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(yùn)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(shí)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(qǐng)見www.Intel.cn/PerformanceIndex

c. 異常 case 優(yōu)化：

客戶測試中遇到了一個(gè)異常 case，導(dǎo)致容易超時(shí)甚至運(yùn)算失敗等問題，而且在不同的配置下最終運(yùn)算結(jié)果會(huì)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(shí)踐：

? 調(diào)優(yōu)后的最佳實(shí)踐：去掉 NPAR 這個(gè)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(jí)，并對(duì)VASP分子訓(xùn)練模型進(jìn)行了NUMA親和性優(yōu)化，極大地提高了運(yùn)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(dòng)提供，英特爾并不控制或?qū)徲?jì)第三方數(shù)據(jù)。請(qǐng)您審查該內(nèi)容，咨詢其他來源，并確認(rèn)提及數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。