[espresso] QE GPU（CUDA/OpenACC）ビルドモード追加（kugui A100 検証済み）

[k-yoshimi]

概要

apps/espresso（QE 7.3, CMake）に GPU ビルドモード config/gpu を追加します。QE の first-class な GPU 対応（-DQE_ENABLE_CUDA=ON）を使い、NVHPC コンパイラ（nvfortran/nvc）+ CUDA-aware MPI で GPU 版 pw.x 等をビルドします。

追加内容

• config/gpu/preprocess.sh: -DQE_ENABLE_CUDA=ON -DQE_ENABLE_OPENACC=ON -DQE_ENABLE_OPENMP=ON -DQE_ENABLE_MPI=ON -DQE_ENABLE_SCALAPACK=OFF、CC=nvc/FC=nvfortran。build/install は既存の default にフォールバック。
• test/scf.in を CRLF → LF に変換: DOS 改行は CPU 版 QE（gfortran/ifort）では許容されるが、nvfortran ビルドの pw.x は入力カードを弾く（ATOMIC_SPECIES ignored）。LF なら CPU/GPU 双方で動作。
• README（en/ja）に GPU モードの前提（NVHPC/CUDA、MA_EXTRA_FLAGS="-gpu=ccXX" での arch 指定、CI 対象外）を明記。

GPU arch について

nvfortran は既定でビルドノードの GPU を対象にするため、MateriApps の「対象マシンでビルド」フローでは追加設定不要です。対象 GPU の無いノードでビルドする場合のみ MA_EXTRA_FLAGS="-gpu=cc80"（A100）等で指定します。

検証（物性研 kugui, NVIDIA A100, PBS GPU ノード）

• NVHPC 24.5 + CUDA 12.4 + openmpi_nvhpc で configure/build 成功、pw.x が CUDA ライブラリにリンク。
• 実 GPU 実行（Si scf）: GPU acceleration is ACTIVE. 1 visible GPUs per MPI rank / JOB DONE.（pw.x exit 0）。

CI について

本モードは NVIDIA GPU + NVHPC/CUDA が必要なため GitHub CI では検証不可（ランナーに GPU/NVHPC 無し）。既存の CPU モード（default/intel/amd）の CI はそのままです。kugui GPU ノードでの実機検証が検証手段です。

🤖 Generated with Claude Code

[k-yoshimi]

AI レビューサイクル結果（Codex + Antigravity）

Phase 1 — Codex（コード correctness）

• must_fix / should_fix / optional: なし。GPU モードの CMake フラグ（QE_ENABLE_CUDA/OPENACC/OPENMP/MPI, ScaLAPACK off）、CC=nvc/FC=nvfortran（ユーザ指定があれば優先）、default への build/install フォールバック、set -u の安全性、scf.in の LF 化が数値内容を変えていないこと、を確認。

Phase 2 — Antigravity（ドキュメント / ワークフロー）

• must_fix_docs（対応済み）: apps README に追記した GPU セクションが Sphinx appendix stub（README_espresso.rst en/ja）に未反映 → appendix を同期（make_rst.py が README を appendix に反映する設計のため）。
• 補足（対応不要と判断）: misc/make_readme*.py は HDF5 カタログから README を再生成し得るが、実運用では README は手編集（PR docs: appendix をアプリ README から全再生成（陳腐化解消） #192 で dcore/triqs README を手動追加した実績）なので低リスク。optional の「runtest は GPU ノードで」は CI 非対象・GPU 必須の記載で実質伝わるため省略。

検証

物性研 kugui（A100）で pw.x が "GPU acceleration is ACTIVE. 1 visible GPUs per MPI rank" / JOB DONE（exit 0）を実機確認済み。本モードは GPU/NVHPC が必要で CI 非対象（既存 CPU モードの CI は不変）。

must_fix 系は無し／指摘は対応済み。収束と判断します。