科研数据分析与数值计算

01 / 资源与瓶颈

从瓶颈判断配置

以下为选型判断方法，结合本任务的具体软件与输入验证。

02 / 机型适用边界

对当前机型的判断

03 / 工作流与交付

从一份可复现的输入开始

明确软件与版本、数据规模、FP32／FP64 精度，以及一次计算或整批任务的完成时间目标。

1. 01

   选定代表性算例

   固定输入数据、软件版本、精度与收敛标准，包含日常任务和计划扩大的任务。

2. 02

   定位实际瓶颈

   分别记录计算、数据预处理、内存占用与读写耗时，确认 CPU、GPU 或数据通路的限制。

3. 03

   比较配置与并行方式

   按同一算例比较单卡、多卡、单路与双路；独立作业用整批完成时间衡量，不混作单任务加速。

4. 04

   验证结果并留存环境

   复核数值误差与收敛表现，保存依赖、编译参数、运行命令和测试记录，便于后续复查。

04 / 验证清单

验证记录应包含

• 01

  固定数据、算法与精度，对照 CPU 和 GPU 路径的结果与完整耗时，计入数据传输。

• 02

  记录峰值内存、显存与磁盘读写；检查 BLAS 线程、多进程和 GPU 任务是否争用资源。

• 03

  分别比较单任务速度与整批吞吐，用同一工作负载判断扩展和预算是否合理。

资料只说明各自的软件或硬件范围，不代表本方案整机的性能与兼容性已经验证。

05 / 资料与适用范围

本领域的完整参考目录

1. [1]
   NumPy｜线程与 BLAS 配置本任务引用
2. [2]
   CuPy｜GPU 数值计算本任务引用
3. [3]
   GROMACS｜CPU / GPU 与并行性能

   解释负载平衡、通信和并行方式，支持区分单模拟性能与多任务吞吐。

4. [4]
   LAMMPS｜GPU 加速范围与精度

   GPU 包的支持范围和精度模式需要逐项核对，不能只凭 GPU 型号选型。

5. [5]
   Quantum ESPRESSO｜并行执行

   并行效率与计算问题、进程划分、内存及通信有关，更多核心不保证同比提速。

6. [6]
   AlphaFold2｜数据库与运行流程

   说明数据库准备、存储与推理流程；具体版本的资源需求和使用条件需单独确认。

7. [7]
   鲲鹏 HPC｜科研软件移植与调优

   提供分子动力学、电子结构与生命科学软件的移植入口；具体版本和本机算例仍需验证，不代表 Atlas 可直接加速这些软件。

8. [8]
   华为 Atlas 300I A2｜AI 推理加速卡

   说明加速卡的 AI 推理定位；目标科研模型和运行环境的适配需单独验证。