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由先进图形处理器（GPU）架构驱动的现代异构高性能计算（HPC）系统，能以空前性能和可扩展性加速计算进程。本研究团队推出专为分布式HPC系统优化的三维瞬态狄拉克方程GPU加速求解器——GaDE，用于模拟相对论条件下电磁场诱导的原子电子动力学。该求解器结合MPI与CUDA/HIP框架，可同时适配NVIDIA和AMD GPU架构。研究团队阐述了其实现策略：通过GPU感知MPI特性优化通信性能，使绝大部分计算在GPU上完成。在搭载AMD MI250X GPU和HPE Slingshot互连技术的准亿亿次超级计算机LUMI上评估表明，NVIDIA A100、GH200与AMD MI250X的单卡性能对比中，A100与MI250X在计算和内存带宽上表现相当，而GH200性能更优。弱扩展测试在2048块GPU上实现85%并行效率，强扩展测试则在32块GPU上获得16倍加速——对于这个通信密集型的瞬态狄拉克方程求解器而言，仍保持50%效率。这些结果证明GaDE具备极高的可扩展性，既适用于亿亿级计算系统，也能为探究相对论量子效应的超强激光实验提供预测性模拟能力。