公開ソフトウェア

粒子ベース遠隔可視化アプリケーション：CS/IS-PBVR

CS/IS PBVRは粒子ベースボリュームレンダリング(Particle-Based Volume Rendering, PBVR)に基づく可視化アプリケーションです。大規模な３次元シミュレーションの計算結果データ(ボリュームデータ)や、レーザー計測等で取得された３次元点群データを高速に可視化できます。遠隔可視化の方式として、遠隔地のストレージに保存されたボリュームデータを可視化するクライアント・サーバ(Client Server, CS)可視化と、シミュレーションを同時かつ同環境で可視化するIn-Situ (IS)可視化を選択できます。また、ヘッドマウントディスプレイによるVR可視化にも対応しています。

大規模疎行列用連立一次方程式ライブラリ：PARCEL

PARallel Computing ELements (PARCEL) ライブラリは、演算加速とそれより相対的に低いノード間通信性能という特徴をもっている近年の超並列計算機に適した高効率な並列クリロフ部分空間法ソルバを提供します。MPI+OpenMPによるハイブリッド並列プログラミングモデルに基づいており、従来のクリロフ部分空間法（CG法、BiCGstab法、GMRES法）に加えて最新の通信削減型クリロフ部分空間法（チェビシェフ基底省通信CG法、省通信GMRES法）を利用可能としています。2つの行列形式（Compressed Row（CRS）形式、Diagonal（DIA）形式）、2つのデータ型（倍精度、4倍精度）をサポートし、CおよびFortranで書かれたプログラムから利用可能です。
※ 最新版はバージョン1.2

「京」コンピュータ用固有値計算ライブラリ：EigenK

EigenKは「京」において高い計算性能が期待できる固有値計算ライブラリです。ハウスホルダー変換により行列を３重対角化し、分割統治法で３重対角行列の固有値および固有ベクトルを求め、ハウスホルダー逆変換で元の行列の固有ベクトルを計算します（Eigen_sおよびEigen_h）。演算性能に対してメモリからのデータ転送速度が遅い（Byte/Flopが小さい）計算機向きのプログラムとして5重対角行列を経由するルーチンも提供しています（Eigen_sx）。「京」コンピュータの特徴の1つであるトーラス型のネットワークに適した通信方法を採用しています。また、1000コアを超える並列計算でも高性能を維持しています。
※ 最新版はバージョン1.0

4倍精度Basic Linear Algebra Subprograms：QPBLAS

QPBLASは、基本演算ルーチン群であるBLASの4倍精度化を行ったソフトウェアです。「京」コンピュータや今後開発される超大規模並列計算機の性能を極限まで利用するシミュレーションを行った場合、現在の主流である倍精度計算では、十分な精度が得られない場合があることが想定されています。こうした状況においては、計算精度を向上させる必要があり、本ルーチン群を利用することで、基本線形演算の高速な4倍精度化が簡単に実現できます。
※ 最新版はバージョン1.0

4倍精度Basic Linear Algebra Subprograms on GPU：QPBLAS-GPU

基本演算ルーチン群であるBLASの4倍精度化を行い、GPU(CUDA4)に対応させたソフトウェアです。従来利用されてきたBLASルーチンに対し、対応するQPBLAS-GPUのルーチンで置き換えることで、4倍精度化および高速化が可能となります。また、基本演算に留まらず、BLASを利用したアプリケーションならば4倍精度計算が利用可能となり、利用者はGPU上で手軽に4倍精度計算を実施できます。（4倍精度化BLASのCPU版逐次計算用はQPBLASとして公開しています）。
※ 最新版はバージョン1.0

高精度固有値計算ライブラリ：QPEigen_K

「京」コンピュータ用の固有値計算ルーチンである「Eigen-K」のルーチン群をBaileyのdouble-doubleアルゴリズムを用いて4倍精度化したライブラリです。「京」コンピュータのような超大規模計算機の性能を有効に利用するようなシミュレーションを実施した場合、誤差による影響が大きくなる可能性がありますが、このルーチンを用いることで、高精度の固有値計算を容易に実現することができます。また、1000コアを超える並列計算でも高性能を維持しています。
※ 最新版はバージョン1.0

第一原理分子シミュレーション：PIMD

第一原理分子シミュレーションを行うための汎用ソフトウェアで、MPI Fortran 90 言語で書かれたオープンソースコードとして公開されています。構造最適化、基準振動解析、フォノン計算、反応経路計算（ストリング法、経路積分法）、古典統計（レプリカ交換法）、量子統計（経路積分法）、古典力学（分子動力学法）、半古典動力学（セントロイドおよびリング・ポリマー分子動力学法）、非断熱動力学（平均場動力学法、サーフェス・ホッピング法）、自由エネルギー計算（メタ・ダイナミクス法、拘束分子動力学法）などといった広範なシミュレーション法が実装されています。それぞれ超並列計算機に適したアルゴリズムが採用されています。
※ 最新版はバージョン2.6.0