スーパーコンピューター・ネットワーキングによる超大規模材料設計シュミレーション

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スーパーSINET上で複数台のスーパーコンピューターを物理的に結合し、ナノテクノロジー用新質設計シミュレーション計算を実現するためのVPN(Virtual Private Network)を構築しているが、今年度は、それを外部へ接続する場合のセキュリティを維持するためにファイアーウォールを設置した。1Gbpsの専用線を張り、各スーパーコンピューター間のセキュアな結合を実現してデータ転送レートの改善を試み、90%程度までの実行速度を達成することが出来た。本研究では、独自開発の全電子混合基底第一原理計算法TOMBO(TOhoku Mixed Basis Orbitals ab initio program)のMPI化を基本として、さらにその複数台連結遠隔スーパーコンピューター上への分散処理化を継続的に実施している。3万行にも及ぶ基本プログラムをMPI化し、その効率測定を行い、改良を重ねている。今年度は、GW(グリーン関数・バーテックス)近似法プログラムのMPI化と分散処理化の一部を完成し、テスト計算を実施した。実際の超大規模シミュレーション計算には、本研究所と東京大学物性科学研究所、さらに原子力研究所のスーパーコンピューターを連結して活用した。計算対象物には、我々が実験に先立って2001年にシミュレーショシ計算によって予言した金属内包シリコンフラーレンTi@Si16を選んだ。このような17原子ものGW計算は、通常の計算規模を遥かに超えており、本研究の成果確認に最適である。HOMO-LUMOギャップや電子親和力、イオン化ポテンシャルの絶対値算定に成功した。