Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO on integroitu avoimen lähdekoodin ohjelmistopaketti elektronirakennelaskentaan ja materiaalimallinnukseen nanomittakaavassa. Se perustuu tiheysfunktionaaliteoriaan, tasoaaltoihin ja pseudopotentiaaleihin.

Saatavuus

Seuraavat versiot ovat saatavilla:

Puhti: 7.4.1
Mahti: 7.4.1
LUMI: 7.4.1-cpu, 7.5-cpu

Lisenssi

Quantum ESPRESSO on vapaa ohjelmisto, joka on julkaistu GNU General Public License -lisenssillä.

Käyttö

Rajoitetusti tukea saatavilla

Quantum ESPRESSOlle on CSC:llä tarjolla vain hyvin rajallisesti tukea. Esiasennetut moduulit ovat saatavilla vain käyttäjien mukavuuden vuoksi. Jos tarvitset perusteellisempaa apua Quantum ESPRESSOn käyttöön, tutustu viralliseen dokumentaatioon tai ota yhteyttä Quantum ESPRESSO -yhteisöön.

Eräajokomentosarjojen esimerkkejä

PuhtiMahtiLUMI-C

#!/bin/bash
#SBATCH --account=<project>
#SBATCH --partition=small
#SBATCH --time=01:00:00
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=40
#SBATCH --cpus-per-task=1
#SBATCH --mem-per-cpu=2G

export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK}

module purge
module load quantum-espresso/7.4.1

srun pw.x < input.in > input.out

#!/bin/bash
#SBATCH --account=<project>
#SBATCH --partition=medium
#SBATCH --time=01:00:00
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=128
#SBATCH --cpus-per-task=1

export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK}

module purge
module load quantum-espresso/7.4.1

srun pw.x < input.in > input.out

#!/bin/bash
#SBATCH --account=<project>
#SBATCH --partition=standard
#SBATCH --time=01:00:00
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=128
#SBATCH --cpus-per-task=1
#SBATCH --mem=0

export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK}

module use /appl/local/csc/modulefiles
module load quantum-espresso/7.5-cpu

srun pw.x < input.in > input.out

Huomioita rinnakkaistamisesta ja suorituskyvystä

Oletusrinnakkaistus tehdään tasoaaltojen yli, jos muita valintoja ei ole määritetty. Tätä voidaan parantaa jakamalla k-pisteet (jos niitä on enemmän kuin yksi) "pooleihin" -npools-valitsimella. Lisäksi ajettaessa useilla sadoilla ytimillä skaalautuvuutta voidaan edelleen parantaa jakamalla kukin pooli "task group" -ryhmiin, jolloin Kohn–Sham-tilojen nopeisiin Fourier’n muunnoksiin (FFT) liittyvä työkuorma jakautuu. Tämä tehdään -ntg-valitsimella.

Jotta MPI-prosessien kuormantasaus olisi hyvä, k-pistepoolien määrän tulisi olla k-pisteiden määrän kokonaislukutekijä ja FFT-rinnakkaistuksen prosessorien määrän tulisi olla sileän FFT-hilan kolmannen ulottuvuuden kokonaislukutekijä (tämän voi tarkistaa tulostetiedostosta komennolla grep "Smooth grid" *.out).

Muita rinnakkaistuksen tasoja esitellään Quantum ESPRESSO -dokumentaatiossa.

Viitteet

Quantum ESPRESSO -jakelua hyödyntävän tieteellisen työn tulee sisältää viittaus seuraaviin lähteisiin:

P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. Fabris, G. Fratesi, S. de Gironcoli, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R. M. Wentzcovitch, J. Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009).

P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M. Buongiorno Nardelli, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, M. Cococcioni, N. Colonna, I. Carnimeo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, P. Delugas, R. A. DiStasio Jr, A. Ferretti, A. Floris, G. Fratesi, G. Fugallo, R. Gebauer, U. Gerstmann, F. Giustino, T. Gorni, J Jia, M. Kawamura, H.-Y. Ko, A. Kokalj, E. Küçükbenli, M. Lazzeri, M. Marsili, N. Marzari, F. Mauri, N. L. Nguyen, H.-V. Nguyen, A. Otero-de-la-Roza, L. Paulatto, S. Poncé, D. Rocca, R. Sabatini, B. Santra, M. Schlipf, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, I. Timrov, T. Thonhauser, P. Umari, N. Vast, X. Wu, S. Baroni, J. Phys.: Condens. Matter 29, 465901 (2017).

GPU-tuetun version käyttäjien tulee viitata myös seuraavaan artikkeliin:

P. Giannozzi, O. Baseggio, P. Bonfà, D. Brunato, R. Car, I. Carnimeo, C. Cavazzoni, S. de Gironcoli, P. Delugas, F. Ferrari Ruffino, A. Ferretti, N. Marzari, I. Timrov, A. Urru, S. Baroni, J. Chem. Phys. 152, 154105 (2020).

Huomaa kirjoitusasu "Quantum ESPRESSO", kun viittaat ohjelmistoon tekstissä. Katso myös pakettikohtaisesta dokumentaatiosta muita suositeltuja viittauksia. Pseudopotentiaaleihin tulee viitata esimerkiksi seuraavasti:

Käytimme pseudopotentiaaleja C.pbe-rrjkus.UPF ja O.pbe-vbc.UPF lähteestä https://www.quantum-espresso.org.