量子化学

量子化学Gaussian,GAMESS,MOLPRO,NWChem计算硬件配置方案

2022-04-25 23:29:04 gx 9

(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,


图片关键词






量子化学算法、精度与计算成本

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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
 
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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
 
gaussian-bench03.jpg

 
gaussian-bench04.jpg

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

解决方案