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ChemiAndy木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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[交流]
CPMD 3.17.1 新版更新與與ubuntu + gcc4.6 + openmpi并行編譯 已有3人參與
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CPMD在8月28日釋放除了新的版本，這次直接從3.15.3跳到了3.17.1，想必有重大更新。有哪些重大更新呢？ 1. 新的HF交換計(jì)算的高度并行化算法，需要雜化的童鞋有福了：） 2. 通過(guò)引進(jìn)第二個(gè)并行層，進(jìn)一步提高并行化效率，達(dá)到平面波計(jì)算的線性標(biāo)度；什么叫線性標(biāo)度呢？就是隨著計(jì)算核數(shù)的增加，計(jì)算效率線性升高。實(shí)現(xiàn)線性標(biāo)度是計(jì)算化學(xué)軟件開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)和方向。 3. RESTART文件的并行讀寫(xiě)支持。文件讀寫(xiě)是最耗費(fèi)時(shí)間并影響并行化效率的因素之一。過(guò)去CPMD只有一個(gè)RESTART文件，所有CPU(processors)共享此RESTART文件。而PWSCF則是有幾個(gè)CPU processors，就有幾個(gè)波函數(shù)文件，各讀寫(xiě)各的，減少核間通訊協(xié)調(diào)時(shí)間，當(dāng)然會(huì)快了，缺點(diǎn)是需要占用更多的磁盤(pán)空間。 4. openMX 3.0支持。很多人的計(jì)算并不是用很多CPU，而是使用單個(gè)12核CPU或8核CPU (cores)，在核間并行。這種并行因?yàn)樵趩蜟PU內(nèi)通訊，要遠(yuǎn)快于多CPU和多節(jié)點(diǎn)(nodes)并行。支持這種并行的算法稱為openMP，在代碼上實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，通常只是增加幾個(gè)語(yǔ)句即可。在3.17版中，CPMD的主程序和QMMM界面部分增加了對(duì) openMP3.0的支持，改善了過(guò)去進(jìn)行QMMM無(wú)法并行的缺點(diǎn)。 5. 從頭算范德華校正。還沒(méi)有看實(shí)施了誰(shuí)的公式，但與過(guò)去Grimme提出的參數(shù)話的范德華校正相比，無(wú)需參數(shù)，而是從密度中計(jì)算。其效果待檢驗(yàn)，對(duì)比。 6. 全功能的Ehrenfest Dynamics。在CPMD和BOMD中，原子核實(shí)際上遵循的是經(jīng)典力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程，屬于“半吊子”的“量子分子動(dòng)力學(xué)”。它們都假定體系在基態(tài)的，或者某個(gè)單態(tài)的勢(shì)能面中運(yùn)動(dòng)，而不考慮體系可能會(huì)吸收光子躍遷到電子的激發(fā)態(tài)，或者原子核的振動(dòng)躍遷。這些實(shí)際體系中無(wú)時(shí)不刻在發(fā)生的量子效應(yīng)都被忽略了。這個(gè)稱為絕熱近似，意即不考慮吸收能量導(dǎo)致躍遷的情形。因此，CPMD和BOMD用來(lái)研究涉及化學(xué)反應(yīng)的體系時(shí)，是有很大局限性的。你必須意識(shí)到你忽略了電子激發(fā)態(tài)躍遷和原子核振動(dòng)激發(fā)態(tài)躍遷對(duì)反應(yīng)的影響和貢獻(xiàn)。解決這個(gè)問(wèn)題有兩種方法，surface hoping model，勢(shì)能面跳躍模型(需要完備活性空間自洽場(chǎng)計(jì)算，CASSCF，不停計(jì)算當(dāng)前核構(gòu)型下的激發(fā)態(tài)，并沿特定激發(fā)態(tài)勢(shì)能面運(yùn)動(dòng)，這玩意兒計(jì)算小體系還行，大體系很少人能耗得起)，和求解核-電子體系的含時(shí)Schrodinger方程(TDSE)。含時(shí)方法是嚴(yán)格處理電子與核運(yùn)動(dòng)非絕熱性的方法，但需要多組態(tài)作用計(jì)算。作為其單組態(tài)近似(single slater determinant)，可以使用含時(shí)TDHF或者含時(shí)TDDFT方法。它把體系的波函數(shù)表示成一個(gè)互相重疊的態(tài)，從而避免直接的激發(fā)態(tài)計(jì)算。這樣計(jì)算得到的諸如電子密度、勢(shì)能、原子受力等化學(xué)性質(zhì)是一種平均值。在這種平均勢(shì)能面上進(jìn)行經(jīng)典方式傳播的動(dòng)力學(xué)稱為Ehrenfest dynamics，它是含時(shí)Schrodinger方法的一種經(jīng)典近似處理。[Ref: JCP 123,84160, DOI:http://dx.doi.org/10.1063/1.2008258 ] 7. 片段軌道DFT，F(xiàn)ragment Orbital DFT。 8. 改進(jìn)了QMMM中界面link atoms的處理。 9. Nose-Hoover軌跡和能量的后處理。應(yīng)該是寫(xiě)進(jìn)了單獨(dú)的輸出文件，而不是像以前一樣凌亂地輸出到out文件中。 10. 對(duì)IBM一些服務(wù)器的優(yōu)化支持。 11. 一些bug。 趕快用最新版吧，看看是不是運(yùn)行更快了！ 老3.15版編譯參考：http://hi.baidu.com/xijunw/item/1db8690fb3dfb7dd72e67686 新3.17版編譯注： 老3.15版在ubuntu 12 / Linuxmint 13上編譯需要降低gcc版本到4.4。新版無(wú)需。直接在gcc4.6版上編譯。 根據(jù)maillist上的討論，3.17版編譯不要使用ubunt/Linuxmint安裝的fftw庫(kù)，而要使用cpmd自己的傅里葉變換(CPPFLAG中的-DFFT_FFTW改成 DFFT_DEFAULT)。庫(kù)文件也只鏈接liblapack和libblas。Makefile文件如下： #--------------- Default Configuration for LINUX-x86_64-FEDORA-MPI --------------- SRC = . DEST = . FFLAGS = -c -O2 -fcray-pointer LFLAGS = -L/usr/lib -llapack -lblas CFLAGS = -c -O2 -Wall CPP = /lib/cpp -P -C -traditional CPPFLAGS = -D__Linux -D__PGI -D__GNU -DFFT_DEFAULT -DPARALLEL -DMYRINET -DPOINTER8 NOOPT_FLAG = CC = mpicc FC = mpif77 LD = mpif77 AR = ar #---------------------------------------------------------------------------- [ Last edited by ChemiAndy on 2013-9-4 at 14:53 ] CPMD 4.1并行編譯（Ubuntu 14.04/GCC4.6/fftw3） http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2137 |
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2樓2013-09-05 08:52:48
yoghurt117
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4樓2014-01-13 21:58:03
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