Basic research for an extension of space-scale in classical molecular dynamics calculations by introducing machine-learning potential

通过引入机器学习潜力来扩展经典分子动力学计算中的空间尺度的基础研究

• 批准号: 22K12065
• 负责人: 安藤 嘉倫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12065/
• 关键词: 分子動力学計算; 長距離静電相互作用; 計算の高速化; 機械学習ポテンシャル; GPGPU; 古典分子動力学計算; 計算スケールの拡大; 長距離相互作用

研究初年度となる本年度は主に研究を実施するためのソフトウェアおよびハードウェアの整備を行なった。当初計画では1年目に計算機サーバーを2年目にサーバーを搭載するGPGPUおよび関連ソフトウェアを整備する予定であったが, 国際情勢の不安定化によるGPGPUの価格高騰のために2年目に購入した場合当初予定していた予算範囲でGPGPUが入手困難となる恐れがあった。そのため当初計画を前倒しし本年度内に計算機サーバ、GPGPUおよび関連ソフトウェア群を一括で購入する方針とした。研究費の前倒し請求を行うことにより、当初購入を予定していた倍精度計算対応GPGPU (NVIDIA社製A30) および計算機サーバーと関連ソフトウェア類を価格上昇を最低限に抑えた上で購入することができた。当該サーバーにNvidia DockerをインストールすることでNGCのDockerコンテナイメージを利用可能とし、さらにCUDA Fortran が使用可能なコンパイラーパッケージ (NVIDIA HPC SDK) をインストールすることでGPUGPU上で動作するプログラムの開発環境を整備した。テスト問題を用いて機械学習向けソフトウェアのA30上での性能を確認するとともにCUDA Fortranによるプログラミングを試行した。それに並行し研究目的である機械学習ポテンシャルの構築を行う前準備として、教師あり機械学習を実施する上で必要な教師データを大量にかつさまざまな条件で得られるよう既存の分子動力学計算ソフトウェア(MODYLAS)の長距離静電相互作用計算の計算プログラム部分を改変するとともに、使用すべき機械学習モデルの選定を開始した。

At the beginning of the study, the main purpose of this year is to study the situation in the first year and this year. At the beginning of the plan, the one-year program, the computer, the Since the beginning of the plan, the computer system and the GPGPU system have been registered in the current year as a whole. Before the study, you need to calculate the accuracy of the GPGPU (NVIDIA Society A30) computer, and then enter the minimum limit on the computer category box of the predetermined computer. When the Nvidia Docker is required to make full use of the possibility that the NGC Docker may be used, the NVIDIA HPC SDK may be used as a response to the environmental protection equipment on the GPUGPU. Please use the mechanical mechanics to confirm that the performance of the equipment on the computer A30 will affect the performance of the CUDA Fortran. The purpose of the study is to prepare and teach the necessary conditions for the preparation and application of mechanical mechanics. The existing molecular dynamics calculation, the long-distance static interaction calculation (MODYLAS), the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long-distance static interaction calculation, the long- Use the mechanical test to select the starting point.

项目成果

An exa-scale high-performance molecular dynamics simulation program: MODYLAS

超大规模高性能分子动力学模拟程序：MODYLAS

• DOI: 10.1063/5.0144361
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Chemical Physics
• 作者: Yoshimichi Andoh;Shin-Ichi Ichikawa;Tatsuya Sakashita;Kazushi Fujimoto;Noriyuki Yoshii;Tetsuro Nagai;Zhiye Tang;Susumu Okazaki
• 通讯作者: Susumu Okazaki