量子化学Gaussian,GAMESS,MOLPRO,NWChem计算硬件配置方案
(一)量子化学计算如何选择硬件配置
分子的类型、体系和模拟算法,以及各种应用和精度要求,都有不同的计算特点,
对计算机硬件(CPU、内存、硬盘、GPU)配置要求有很大的差异 ,
如何选择合适的服务器/工作站
提高计算速度,缩短求解时间,
主要看用量子化学计算软件的算法及做什么求解,
因为算法和精度决定了计算特点和求解规模,
合理的硬件配置,发挥机器性能,缩短求解时间,
量子化学算法、精度与计算成本
原子体系规模、算法及硬件配置特点
高斯软件的多核并行计算测试
基于Gaussian 09版本
这个测试分别用4核、8核、16核、32核、64核进行求解,从计算结果看,多核并行加速比很理想
基于Gaussian 16版本多核并行计算测试
这个测试分别对8核、16核、32核、44核进行求解,从计算结果看,多核并行加速比到32核很理想,44核已经对求解没有多大提升了
数据来源: http://www.hpc.co.jp/benchmark20150706.html
1.4 量子化学计算硬件配置特点
(1)不同算法的并行计算的核数加速比有所差异,不完全是线性的
(2)最新CPU架构和提升频率,对缩短求解时间非常显著
(3)精度高求解计算量大,对CPU频率和核数、内存容量、硬盘io要求均有很高要求
CPU | 内存 | 硬盘 | GPU | |
HF和DFT | 非常重要 | 不可忽视 | 支持 | |
MP2,MP4 | 重要 | 非常重要 | ||
TD-DFT | 非常重要 | 不可忽视 | 支持 | |
SAC-CI | 非常重要 | 非常重要 |
数据来源:http://www.hpc.co.jp/chem/c_select_hardware.html
(4)核数与内存比例为 1:4最为理想
(5)支持Tesla K40或K80 的GPU计算,显存需12GB以上,但算法有局限性,同时性价比不好
(6)组成集群的计算节点配置最好采用4核~10核超高频,效率最高
主要量子化学软件:Gaussian,GAMESS,MOLPRO,NWChem