教育科研领域中广泛使用高性能计算集群对高能物理、天文探索、地球物理、量子化学、分子动力学等前沿方向加速探索。通过数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决传统实验科学中成本高昂的实验与无法模拟的实验环境，助力前沿理论科学进行快速迭代与验证，已经成为助力高校研究团队提升科研水平的最有力工具之一。华为鲲鹏HPC解决方案通过高性能、高能效比、自主可控等优势助力教育科学HPC的快速发展。
应用背景
研究分子的运行一般有Molecular Dynamics（简称MD）、Monte Carlo（简称MC）两种方式；MC方法即蒙特卡罗方法，通过统计规律，人为构造一个合适的概率模型，用于模拟粒子的运动。MD即分子动力学，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质；MD方法开源的软件主要有Lammps、Gromacs等。
Lammps是由美国桑迪亚国家实验室（Sandia）开发的一套分子动力学模拟的开源程序包。 Lammps可以支持包括气态，液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系，并提供支持多种势函数。
使用软件
应用软件：Lammps
基础软件：openEuler、HPCkit
测试算例：rhodo
成果
基于华为自研软件栈的软件优化后，Lammps在鲲鹏8节点运行的整体性能上对比优化前提升30%。主要优化措施如下：
- 采用自研3D FFT分解算法，1D FFT算子基于鲲鹏架构优化，提高FFT计算效率和扩展性
- 优化AlltoAll通信算法，并将部分标量代码转换为更高效向量代码，实现更大规模并行
