La double précision (FP64) est précieuse et coûteuse. Certains codes l'exigent. Beaucoup ne le font pas. Ce guide vous aide à prendre une décision rapidement, à l'aide de tests simples et de compromis honnêtes pour Informatique par GPU.
TL:DR
- Si votre solveur a besoin FP64 ou perte de précision en cas de précision mixte, utilisez du matériel FP64 puissant (classe A100/H100 ou processeurs).
- Si votre code appuis à précision mixte/simple et qui passent les contrôles de validation ci-dessous, les GPU grand public et station de travail constituent souvent votre meilleur rapport qualité-prix. Compute propose des offres 4090 et 5090 à la demande, qui sont souvent meilleurs que les A100.
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L'arbre de décision rapide
- À quoi s'attend le code par défaut ?
FP64 par défaut partout → probablement FP64. Mixte/simple par défaut sur le GPU → probablement très bien sur la classe RTX. - Pouvez-vous effectuer une courte validation ?
Comparez avec un processeur FP64 de référence sur un petit boîtier. - Les indicateurs clés restent-ils dans les limites de votre tolérance ?
Dans l'affirmative, la combinaison mixte/simple est acceptable pour cette charge de travail. - Toute étape du solveur a explicitement besoin de FP64 ?
Si c'est le cas, envisagez des versions hybrides (FP64 uniquement lorsque cela est nécessaire) ou choisissez du matériel résistant au FP64.
Ce qu'il faut tester (et comment)
Choisissez un petit étui représentatif. Gardez les entrées identiques d'une série à l'autre.
- MD (par exemple, GROMACS)
Vérifiez dérive énergétique, RMSD/RMSF, stabilité de la température et de la pression sur une courte fenêtre. La précision mixte est la norme dans les versions de GPU ; validez quand même. - CFD/FEM (fluent/mécanique/Abaqus/Comsol)
Comparez les historiques résiduels et les valeurs de sonde (portance/traînée, déplacement, contrainte) pour une poignée d'itérations et de pas de temps. - Géospatial (CUspatial)
Vérifiez que le nombre de confinements/jointures sur un sous-ensemble connu correspond aux résultats du processeur bit pour bit ; la précision bloque rarement ici si le CRS est propre. - ABM (FLAME GPU)
Comparez les statistiques agrégées par rapport à des valeurs de départ aléatoires fixes ; la variance stochastique devrait dominer, et non la précision. - SCIML/Épingleuses
Comparez les courbes de perte et les erreurs de validation ; Mixe/FP32 convient souvent si vous évitez le sous-débit. - DFT/AB‑Initiation (CP2K/QE/VASP)
Nécessite généralement véritable FP64. Si vous optez pour une solution mixte/simple, attendez-vous à des écarts supérieurs à la tolérance.
Critères de réussite (exemples : définissez vos propres groupes)
- MD : dérive d'énergie dans la limite acceptée par votre laboratoire ; différence RMSD < 1 à 2 % pour la fenêtre.
- CFD/FEM : superposition de courbes résiduelles ; mesures scalaires clés inférieures à 1 %.
- Géospatial : correspondance exacte pour PIP/Joins sur la tranche de test.
- SCiML : différence d'erreur de validation négligeable par rapport à la variance d'une exécution à l'autre.
Précision par famille de codes (matrice de règles empiriques)
| Domain / examples | Typical precision path | FP64 need | GPU fit on consumer RTX |
|---|---|---|---|
| Molecular dynamics (GROMACS/AMBER/NAMD/LAMMPS) | Mixed precision GPU kernels | Low | Great (standard) |
| Docking / VS (AutoDock‑GPU, Vina‑compatible) | FP32/mixed | Low | Great |
| Geospatial (RAPIDS cuSpatial) | FP32/FP64, both common | Low | Great |
| ABM (FLAME GPU) | FP32 | Low | Great |
| CFD (Fluent) | Single/mixed on GPU | Medium | Often good (validate physics) |
| FEM/Structural (Abaqus/Standard, some Mechanical) | Mixed/single accelerates parts | Medium | Often good |
| Multiphysics (COMSOL 6.3 dG time‑explicit) | Single on GPU | Medium | Often good (specific studies) |
| DFT / ab‑initio (CP2K, QE, VASP) | FP64 throughout | High | Often poor (use FP64‑strong GPUs or CPUs) |
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Utilisez-le pour choisir votre point de départ, puis validez.
Implications matérielles sur le calcul par GPU
- GPU grand public/station de travail (par exemple, RTX 4090/5090)
Excellente précision FP32/Mixte, débit FP64 limité. Idéal pour les boîtiers MD, les boîtiers d'amarrage, les boîtiers géospatiaux, les ABM et de nombreux boîtiers CFD/FEM/COMSOL. - GPU pour centres de données (classe A100/H100)
FP64 puissant et grande VRAM. À utiliser lorsque votre solveur a besoin d'un véritable FP64 ou de très grands modèles. - processeurs
Un FP64 toujours disponible et une énorme capacité de mémoire ; idéal pour les codes FP64 uniquement et les résolutions volumineuses qui ne correspondent pas à la trajectoire de votre GPU.
Choisissez le plus petit niveau qui répond à la précision et gagne en termes de coût par résultat.
Drapeaux rouges qui signifient « ne lâchez pas encore le FP64 »
- Les résultats divergent sur une base mixte/simple par rapport à la base FP64 au-delà de votre tolérance.
- L'intégration de longue durée dérive ou explose à moins que le FP64 ne soit utilisé.
- Les solveurs avertissent : « une double précision est requise », « FP64 uniquement », ou il manque un chemin GPU.
- Les nombres de conditions sont élevés et les préconditionneurs sont sensibles à l'arrondissement.
De petites astuces qui rendent la précision mixte plus sûre
- Étapes temporelles plus courtes (MD/CFD) dans le cadre de vos règles de stabilité.
- Tolérances plus strictes aucune résolution intérieure ne permet de compenser l'arrondissement.
- Raffinement itératif si votre pile d'algèbre linéaire le prend en charge.
- Graines déterministes pour les essais comparatifs ; document RNG.
Comment signaler la précision dans les méthodes (copier-coller)
matériel :
accélérateur : « RTX 4090 (24 Go) | A100 80 Go | Processeur uniquement »
chauffeur : « <NVIDIA driver>»
<CUDA version>cuda : « »
logiciel :
solveur : « <name version>(GPU : mixte | simple | Processeur : double) »
conteneur : "<image>@sha256 : <digest>»
validation :
base de référence : « CPU FP64"
indicateurs :
- nom : « <RMSD | residual | PIP count> »
tolérance : « <e.g., 1% > »
<value>result_gpu : « »
<value>résultat_fp64 : « »
courir :
<exact command line>cmd : « »
sorties :
wall_seconds : « <... > »
<define per domain>coût_par_résultat : "»
notes : « Tous les écarts, les graines, les indicateurs de résolution »
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