MOLPRO
MOLPRO on ohjelmistopaketti, joka on suunnattu tarkkoihin ab initio -kvanttikemian laskuihin. Ohjelmassa painotetaan erittäin tarkkoja laskentoja, joissa elektronikorrelaatio-ongelmaa käsitellään laajasti moniviitekonfiguraatiointeraktion, coupled cluster -menetelmien ja niihin liittyvien menetelmien avulla.
Saatavuus
- Roihu-CPU: 2025.4, 2026.1 (oletus)
Lisenssi
- Ohjelmiston käyttö on rajoitettu ei-kaupalliseen tutkimukseen.
Käyttö
Alusta MOLPRO Roihussa:
Molpro on rakennettu Global Arrays -työkalupakilla (--with-mpi-pr), joka
varaa yhden apuprosessin solmua kohden rinnakkaisia MPI-ajoja varten.
Note
Vaikka jotkin koodin osat tukevat jaetun muistin rinnakkaisuutta (OpenMP), sen käyttöä ei yleisesti suositella.
Esimerkkiajoskriptit
Note
Aaltofunktiopohjaiset korrelaatiomenetelmät, sekä yhden viitteen että moniviitteiset, tuottavat usein huomattavan määrän levy-I/O:ta. Jotta työn suorituskyky olisi mahdollisimman hyvä ja Lustre-rinnakkaistiedosto- järjestelmän ylimääräiseltä kuormitukselta vältyttäisiin, on suositeltavaa käyttää paikallista levyä silloin kun se on saatavilla.
Roihussa työt on lähetettävä CPU-kirjautumissolmulta (roihu-cpu).
Täydellinen luettelo käytettävissä olevista partitioista ja niiden rajoista
on sivulla
Roihun eräajopartitiot.
Useimmat Molpro-työt ajetaan partitioissa small (enintään 72 h) tai
longrun (enintään 10 päivää), jotka molemmat tukevat enintään
1500 GiB per työ M- ja L-solmuilla riippumattomalla CPU- ja
muistivarauksella (--mem-per-cpu). Partitiot hugemem ja
hugemem_longrun tarjoavat pääsyn XL-solmuihin, joissa on enintään
6037 GiB muistia, mutta niissä käytetään kiinteää muistia per ydin
-kohden -varausta — et voi asettaa --mem-per-cpu-arvoa niissä
itsenäisesti.
Note
Paikallinen NVMe-levy ei ole vielä käytettävissä Roihun tavallisissa M-solmutöissä. Scratch-I/O ohjautuu Lustreen, joka on erittäin nopea. NVMe-tuki otetaan käyttöön tulevassa päivityksessä.
Perusesimerkki — partitioissa small ja longrun (M- ja L-solmut)
CPU ja muisti varataan toisistaan riippumatta. Aseta vain --mem-per-cpu
vastaamaan syötetiedostosi memory-direktiiviä. Ytimien alivarausta ei
tarvita:
#!/bin/bash
#SBATCH --partition=small # see batch-job-partitions for all options
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=12
#SBATCH --mem-per-cpu=8000 # MB; 1000 MW * 8 / 1 core = 8000 MB/cpu
#SBATCH --account=yourproject
#SBATCH --time=02:00:00
module purge
module load molpro/2026.1
export MOLPRO_TMP=$PWD/MOLPRO_TMP_$SLURM_JOB_ID
mkdir -p $MOLPRO_TMP
$MOLPROP -n $SLURM_NTASKS -d$MOLPRO_TMP -I$MOLPRO_TMP -W$PWD test.com
rm -rf $MOLPRO_TMP
Ytimien alivaraus — vain partitioissa hugemem ja hugemem_longrun
Partitiot hugemem ja hugemem_longrun (XL-solmut, enintään 6037 GiB)
käyttävät kiinteää muistia per ydin -varausta (varaustyyppi C). Ainoa tapa
lisätä muistia per MPI-tehtävä on varata useita ytimiä tehtävää kohden
asetuksella --cpus-per-task. Aseta --ntasks-per-node=X ja
--cpus-per-task=Y niin, että niiden tulo ei ylitä arvoa 128
(hugemem-partition ydinraja). Huomaa, että yksi MPI-tehtävä per solmu
kuluu Global Arraysin apuprosessiin, joten varsinainen työtehtävien määrä on
--ntasks-per-node - 1.
Molpron memory-direktiivin sovittaminen Slurm-resursseihin
memory-direktiivi määrittää muistin työntekijä-MPI-prosessia kohden
sanoina (1 sana = 8 tavua), joten pääte m tarkoittaa MW:tä
(mega-sanoja). Vastaava --mem-per-cpu-arvo riippuu partition tyypistä:
small/longrun(tyyppi R,--cpus-per-task=1):--mem-per-cpu (MB) = memory_in_MW × 8hugemem/hugemem_longrun(tyyppi C,--cpus-per-task=Y):--mem-per-cpu (MB) = memory_in_MW × 8 / --cpus-per-task
Esimerkiksi memory,1000,m vaatii asetuksella --cpus-per-task=1
arvon --mem-per-cpu=8000. Solmulla varatun kokonaismuistin määrä on
--mem-per-cpu × --cpus-per-task × --ntasks-per-node. Katso
Molpro-käsikirjasta
täydet tiedot memory-direktiivistä.
Skaalautuvuusesimerkki
Molpron suorituskyky riippuu paljon järjestelmän koosta ja käytetystä laskentamallista. Huomaa, että rinnakkaisajot varaavat yhden ytimen per solmu apuprosessille, joten varsinaiseen laskentaan on käytettävissä yksi ydin vähemmän per solmu.
Seuraavat tulokset saatiin Roihun M-solmuilla Lustre-scratchia käyttäen.
Työt ajettiin peräkkäin ilman muita töitä solmulla. Seinäkelloajat jaetuilla
solmuilla (tyypillistä small-partitiossa) voivat vaihdella ±20–50 %
samalle solmulle sijoitettujen töiden aiheuttaman I/O- ja muistiväyläkilvan
vuoksi.
Tavanomainen CCSD(T)/aug-cc-pVQZ — bentseeni (756 kantafunktiota),
memory,1000,m:
| MPI-tehtävät | Työntekijät | Seinäkelloaika (s) | Scratch-huippukäyttö |
|---|---|---|---|
| 6 | 5 | 662 | ~98 GB |
| 12 | 11 | 552 | ~98 GB |
| 24 | 23 | 495 | ~98 GB |
| 48 | 47 | 521 | ~98 GB |
Syötetiedosto on saatavilla osoitteessa benzene_ccsd_t_avqz.inp.
CCSD(T)-F12b/cc-pVTZ-F12 — naftaleeni (674 kantafunktiota),
memory,1000,m:
| MPI-tehtävät | Työntekijät | Seinäkelloaika (s) | Scratch-huippukäyttö |
|---|---|---|---|
| 6 | 5 | 1250 | ~62 GB |
| 12 | 11 | 761 | ~62 GB |
| 24 | 23 | 811 | ~62 GB |
| 48 | 47 | 842 | ~62 GB |
Syötetiedosto on saatavilla osoitteessa naphthalene_ccsd_t_f12b_vtz.inp.
Vertailun vuoksi sama naftaleenilaskenta tavanomaisella CCSD(T)/aug-cc-pVQZ-tasolla vaatisi ~400 GB scratch-levytilaa. F12-lähestymis- tapa vähentää tämän ~62 gigatavuun samalla kun käytetään pienempää kantafunktiojoukkoa (674 verrattuna noin 1500:aan aug-cc-pVQZ:lle).
Muistivaatimusten arviointi
Molpron sisäiset muistitilastot (tulostetaan tulostetiedoston lopussa) kattavat vain CCSD-vaiheet ja aliarvioivat todellisen huipun. Valmiin ajon jälkeen tarkista todellinen muistinkäyttö komennolla:
Jaa MaxRSS työntekijätehtävien määrällä ja sitten kahdeksalla saadaksesi
memory-direktiiviä vastaavan arvon MW-yksiköissä. Käytä tätä
--mem-per-cpu- ja memory-asetusten hienosäätöön tulevia ajoja varten.
Naftaleenin CCSD(T)-F12b/cc-pVTZ-F12-laskennassa 12 tehtävällä pienin
toimiva muistimäärä on ~500 MW (--mem-per-cpu=4000). Asetuksen
memory,1000,m käyttö (--mem-per-cpu=8000) antaa parhaan suorituskyvyn.
Viitteet
Kaikkien MOLPROn käyttöön perustuvien julkaisujen on viitattava seuraaviin kolmeen lähteeseen.
- H.-J. Werner, P. J. Knowles, G. Knizia, F. R. Manby and M. Schütz, WIREs Comput Mol Sci 2, 242–253 (2012), doi: 10.1002/wcms.82
- Hans-Joachim Werner, Peter J. Knowles, Frederick R. Manby, Joshua A. Black, et al., J. Chem. Phys. 152, 144107 (2020). doi:10.1063/5.0005081
- MOLPRO, version , a package of ab initio programs, H.-J. Werner, P. J. Knowles, and others, see https://www.molpro.net.
Riippuen siitä, mitä ohjelmia käytetään, myös lisäviitteitä tulee käyttää. Ohjeet löytyvät käsikirjasta.