材料科學是高性能計算應用的重要領域，隨著科學技術的發展，材料科學研究的體系越來越復雜，對計算機科學的發展和計算機運算能力的要求不斷提高，超算為其復雜體系的研究提供了新的手段。在超級計算機強大的計算能力和互聯網“云”服務模式的“加持”下，材料計算得到迅速得到發展。材料計算過程需要的計算資源多、配置高，環境要求復雜等，大部分用戶本地的工作站計算能力非常有限，必須借助于集群或者超算中心的計算資源，但是集群和超算中心的建設伴隨著巨額的投資，因此，租賃超算資源，成為了眾多用戶的第一選擇。高性能計算在材料科學中的應用不僅需要有強大的計算機硬件，更重要的是還需要優質高效的應用軟件。一方面：需要進行計算模擬，從實驗數據出發，通過建立數學模型及數值計算模擬實際過程。另一方面：是材料的計算機設計，即直接通過理論模型和計算，預測或設計材料結構與性能。目前常用的計算方法包括第一性原理從頭計算法，分子動力學方法，蒙特卡洛方法，元胞自動機方法、相場法、幾何拓撲模型方法、有限元分析等。也因此誕生了諸多常用的優秀的并行計算軟件程序，如VASP、MS、Gaussian、LAMMPS等。但是軟件更新迭代快，對資源需求、并行程度不一樣，甚至有些已經可以通過GPU進行計算加速。
常用的計算軟件
超算的操作對于普通用戶來說還是有比較陡峭的學習曲線，北京超級云計算中心不僅為材料計算提供強大的算力支持，同時能夠大幅度縮短研發周期、降低研發經費。截止2020年初，中心建設有4000多臺通用X86服務器用于高性能計算，并在持續擴容中。從Intel志強系列CPU到AMD 最新的ROME 64核處理器。面向材料計算，針對服務器、共享存儲、高速網絡、并行環境各個環節進行了精準匹配與優化，實測計算性能可提高20%~50%。中心設計了非常適合材料計算用戶的“超級云計算”解決方案。用戶可以通過互聯網瀏覽器登陸到“北京超級云計算中心”服務平臺管理界面進行操作，支持下載客戶端程序訪問門戶（ ），完整的為用戶提供高性能計算所需的計算資源調度能力、數據管理文件傳輸能力和性能分析能力，讓用戶完全告別繁雜的命令行，解放大腦與雙手，真正提升工作效率，全面解決用戶遇到的各種計算相關問題，助力材料計算的蓬勃發展。