HPC · LAMMPS · BENCHMARK

LAMMPS 速度测试对比

同一套 11,832 原子电极/电解液体系，在 HPC2 与 HPC4 上进行实测。下面分为“恒电势”和“无电势”两个标签页，统一使用第 10,000 步之后到最后有效 thermo step 的稳定区间进行测速。

恒电势最快HPC4 128核31.990 ns/day

无电势 64核HPC4 更快41.502 vs 32.838 ns/day

测试体系11,832 atoms1 fs · PPPM/electrode

Result

恒电势：核心结果

速度按 LAMMPS thermo 输出中的 cpu 列计算，并使用第 10,000 步到最后记录步之间的斜率。体系 timestep = 1 fs，因此 1,000,000 steps = 1 ns。

HPC4 128核128 MPI × 1 OMP

31.990 ns/day

HPC4 64核64 MPI × 1 OMP

24.078 ns/day

HPC2 64核64 MPI × 1 OMP

19.106 ns/day

项目	HPC2 64核	HPC4 64核	HPC4 128核
总 CPU 核数	64	64	128
MPI ranks	64	64	128
OpenMP threads / rank	1	1	1
CPU 架构	x86_64	ARM64	ARM64
CPU 型号	Intel Xeon Platinum 8358P	HiSilicon Kunpeng-920 系列	HiSilicon Kunpeng-920 系列
LAMMPS	22 Jul 2025 · Update 5	22 Jul 2025 · Update 5	22 Jul 2025 · Update 5
原子数	11,832	11,832	11,832
平均每步耗时	4.522 ms	3.588 ms	2.701 ms
每小时模拟长度	0.796 ns/h	1.003 ns/h	1.333 ns/h
每日模拟长度	19.106 ns/day	24.078 ns/day	31.990 ns/day
1 ns 所需时间	约 75.4 min	约 59.8 min	约 45.0 min
50 ns 预计耗时	约 62.81 h	约 49.84 h	约 37.51 h
相对 HPC4 64核	0.794×	1.000×	1.329×

Conditions

恒电势：测试条件

System11,832 atoms同一 system.data

Timestep1.0 fsLAMMPS units real

ElectrostaticsPPPM/electrodeAccuracy 1.0e-4

ElectrodeCONP enabledfix electrode/conp

测试口径 三组都使用同一套 LAMMPS 22 Jul 2025 Update 5 自编译程序与相同输入体系，速度统一按第 10,000 步之后一直到最后有效 thermo step 的 step–CPU 斜率换算。测速区间分别为：HPC2 64核 10k→797k、HPC4 pure64 10k→903k、HPC4 pure128 10k→1160k。HPC4 pure64 为 Job 133462（64 MPI ×1 OMP，AllocCPUS=64），HPC4 pure128 为 Job 133467（128 MPI ×1 OMP，AllocCPUS=128）。

Takeaways

恒电势：结论

HPC4 128 核最快

达到 31.990 ns/day，相比 HPC4 纯 64 核提升约 32.9%。

HPC4 纯 64 核快于 HPC2 64 核

HPC4 pure64 为 24.078 ns/day，HPC2 为 19.106 ns/day，HPC4 约快 26.0%。

HPC4 初始化开销很大

同一 system.data 的 read_data 在 HPC2 仅约 0.84 s，而 HPC4 64/128 核分别约 208 s 与 329 s。短作业时，这部分开销会显著降低整体效率。

Result

无电势：核心结果

两边使用完全相同的 system.data、test.inp 和 system.in.settings。HPC2 与 HPC4 都为 64 MPI × 1 OMP，速度仍按第 10,000 步到最后有效 thermo step 的 cpu 斜率计算。

HPC4 64核64 MPI × 1 OMP

41.502 ns/day

HPC2 64核64 MPI × 1 OMP

32.838 ns/day

项目	HPC2 64核	HPC4 64核
总 CPU 核数	64	64
MPI ranks	64	64
OpenMP threads / rank	1	1
CPU 架构	x86_64	ARM64
CPU 型号	Intel Xeon Platinum 8358P	HiSilicon Kunpeng-920 系列
LAMMPS	22 Jul 2025 · Update 5	22 Jul 2025 · Update 5
原子数	11,832	11,832
平均每步耗时	2.631 ms	2.082 ms
每小时模拟长度	1.368 ns/h	1.729 ns/h
每日模拟长度	32.838 ns/day	41.502 ns/day
1 ns 所需时间	约 43.9 min	约 34.7 min
50 ns 预计耗时	约 36.54 h	约 28.91 h
相对 HPC4 64核	0.791×	1.000×

Conditions

无电势：测试条件

System11,832 atoms两边输入文件 SHA256 一致

Timestep1.0 fsLAMMPS units real

KspacePPPM/electrodeAccuracy 1.0e-4

ElectrodeCONP disabledfix electrode/conp 注释

测试口径 HPC4：/data/user/lguo771/test/lmp/test/64core/no_potential，Job 133496，测速区间 10k→1623k；HPC2：/hpc2hdd/home/lguo771/test/lmp/no_potential，Job 12694772，测速区间 10k→1367k。两边均为 64 MPI ×1 OMP、AllocCPUS=64、220G 内存、一小时作业。

与恒电势输入的差异 本组不仅关闭了 fix electrode/conp，还同时关闭了电极电荷统计、顶部/底部电极 custom/zstd dump、z 向电荷分布统计以及阳离子 custom/zstd dump；因此相对恒电势约 72% 的整体吞吐提升，是“关闭恒电势求解 + 减少相关分析/输出”的综合效果，不能全部归因于 electrode/conp 本身。由于 HPC2 与 HPC4 使用的是同一份无电势输入，所以两台集群之间的 64 核横向比较仍然是公平的。

Takeaways

无电势：结论

HPC4 64 核仍明显更快

HPC4 达到 41.502 ns/day，HPC2 为 32.838 ns/day，HPC4 快约 26.4%。

平台差距与恒电势测试几乎一致

恒电势时 HPC4 64 核比 HPC2 快约 26.0%，无电势时快约 26.4%，说明 HPC4 的 64 核优势并不是只由 electrode/conp 引起。

去掉恒电势相关计算后，两边都明显加速

相对各自恒电势 64 核结果，无电势版本的吞吐量在 HPC2 提升约 71.9%，在 HPC4 提升约 72.4%。