Implementação e desenvolvimento de estratégias de computação de alto desempenho aplicadas para a solução de problemas determinísticos e não determinísticos das Ciências Exatas e das Engenharias

• Processo: 13/26411-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Munir Salomao Skaf
• Beneficiário: Mauricio Chagas da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Química quântica Química computacional Computação de alto desempenho Teoria do funcional da densidade Simulação de dinâmica molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ciências moleculares computacionais | Computacão de Alto Desempenho | Programação em GPU | Química Quântica | simulações moleculares | Teoria do Funcional de Densidade | Química computacional

Resumo

O resumo do plano específico de atividades sugerido no presente momento alicerça-se em três momentos cruciais para a implementação das atividades do Centro de Engenharia e Ciências Computacionais (CECC). A primeira etapa prevista seria propiciar o início das atividades do centro através do levantamento das necessidades computacionais dos grupos de pesquisadores e colaboradores em termos de softwares, bibliotecas matemáticas e compiladores que estes necessitem de imediato em suas pesquisas. Assim, será necessário adquirir, compilar, testar, configurar, instalar e executar inúmeros benchmarks dos possíveis recursos computacionais solicitados pelo grupos colaboradores. Algumas sugestões de iniciais são a instalação, o teste e os benchmarks dos softwares GAMESS, DALTON, DIRAC, NWCHEM, GROMACS, DFTB+, QUANTUM ESPRESSO e OCTAVE. A instalação dos compiladores C e Fortran da GNU e da Intel já são previsto também nessa primeira etapa, bem como a instalação de bibliotecas matemáticas tais como BLAS, LAPACK, ATLAS, MKL e ACML (se possível). Assim que o ambiente de hardware do cluster for bem estabelecido, bibliotecas e compiladores específicos para o ambiente paralelo tais como CUDA, MPICH2, OPENMPI, SCALAPACK e BLACS também serão instalados e testados nessa primeira etapa. O tempo de execução dessa etapa inicial estaria previsto para até a metade do segundo semestre de 2014. Ao término do primeiro semestre de 2014, pretende-se realizar um primeiro workshop para começar a pesquisa de demanda de desenvolvimento de softwares e definir os problemas e as estratégias de ação a serem utilizadas entre os diferentes grupos de colaboradores e de pesquisadores para impelir o ideal do centro em se tornar um centro de excelência em computação de alto desempenho aplicada em diversos setores científico e tecnológico. A proposta da segunda etapa desse plano de atividade fundamenta-se na busca de estratégias que visem à produção e o desenvolvimento de diversas pesquisas científicas computacionais que requeiram paralelismo massivo e novas técnicas computacionais para a solução de problemas determinísticos ou não determinísticos. Dessa forma, é previsto para a segunda etapa: interações efetivas com os grupos de pesquisadores para discutir e abordar as problemáticas específicas de cada nicho da área científica e tecnológica; criação, configuração e disponibilização de um servidor de controle de versões dos softwares a serem desenvolvidos; criação de um banco de dados para repositório de todos os trabalhos desenvolvidos no CECC; codificação, teste e desenvolvimento de programação massiva em paralelo sobre diferentes protocolos (OpenMP, MPI e GPU/CPU-CUDA). A última etapa proposta nesse plano de atividade é a promoção e a difusão das pesquisas e do conhecimento gerado dentro do CECC. Para isso são idealizados minicursos na área de computação científica no âmbito da computação em ambientes paralelos; espera-se também realizar diversos encontros periódicos e workshops que permitam a troca de conhecimento entre diversos especialistas na área de computação de alto desempenho. Tanto a segunda como a terceira etapas não tem tempo de execução previsto, isso porque uma vez estabelecidos os recursos do CECC (primeira etapa) é imediato à elaboração de estratégias que corroborem para execução e o desenvolvimento das etapas de produção e difusão das pesquisas a serem executadas no CECC, etapas segunda e terceira. (AU)