Sintesi del progetto
LIQUXD sviluppa un’infrastruttura software in grado di eseguire simulazioni di cromodinamica quantistica (QCD) con correzioni elettromagnetiche (QED) in maniera portabile ed efficiente su piattaforme CPU e GPU.
Obiettivi
Il progetto si propone di separare backend e interfaccia della libreria software, per una gestione modulare delle simulazioni, e di consentire la stessa esecuzione su CPU multicore e GPU modernizzando il framework esistente e convertendo i loop paralleli in task generici attraverso l’utilizzo di architetture e programmazione per il calcolo parallelo standard (CUDA).
Problemi e necessità
La simulazione non perturbativa della QCD richiede un fabbisogno di memoria e potenza di calcolo massivamente parallela. Le librerie attuali non sono facilmente portabili e non consentono di sfruttare le architetture eterogenee oggi disponibili negli HPC moderni.
Soluzioni sviluppate
Sfruttando una libreria preesistente, il progetto è riuscito nell’intento di separare frontend e backend, consentendo al medesimo codice di inviare istruzioni (kernel) a CPU o GPU a seconda del contesto, e di ottimizzare il codice e renderlo utilizzabile su architetture di calcolo diverse.
Impatti
LIQUXD renderà possibile simulare QCD+QED con maggiore precisione, migliorando la verifica del Modello Standard e l’indagine di possibili effetti di Nuova Fisica. La portabilità del codice facilita studi su larga scala e riduce i costi di sviluppo. Le tecniche di generalizzazione del backend possono inoltre essere riutilizzate in domini esterni all’HPC accademico.
Settori di applicazione
Oltre Ricerca Fondamentale, i risultati del progetto sono rilevanti negli ambiti del Future HPC e della Software engineering, e in qualsiasi settore che richieda calcoli intensivi portabili su architetture eterogenee (CPU/GPU).
