TURBOMOLE

TURBOMOLE on nopea ja vakaa kvanttikemian ohjelmistopaketti, jossa on erittäin tehokkaat toteutukset useille laskennallisille menetelmille (HF/DFT/MP2/CC). Ominaisuuksia voidaan laskea sekä perustiloille että viritystiloille. TURBOMOLE on suunniteltu suurten järjestelmien tehokkaaseen tutkimukseen.

Saatavuus

• Roihu-CPU: 8.0

Lisenssi

• Voit käyttää ohjelmistoa ainoastaan voittoa tavoittelemattomaan tutkimukseen.
• Vain akateemisten (eli tutkintoja myöntävien) instituutioiden käyttäjät saavat käyttää ohjelmistoa.

Käyttö

Alusta TURBOMOLE-ympäristö:

module load turbomole/8.0

Roihussa työt on lähetettävä CPU-kirjautumissolmulta (roihu-cpu). Moduuli asettaa automaattisesti muuttujat I_MPI_FABRICS=shm:ofi ja MPI_USESRUN=1. Manuaalista PATH- tai MPI-asetusta ei tarvita alla olevissa eräajoesimerkeissä näytetyn lisäksi. Täydellinen luettelo käytettävissä olevista partitioista on sivulla Roihun eräajopartiot.

Eräajoskriptit

MPISMP

Roihussa moduuli asettaa MPI_USESRUN=1, joten TURBOMOLE käynnistää tehtävät automaattisesti srun-komennolla. Erillistä wrapper-skriptiä ei tarvita.

Note

Paikallinen NVMe-levy ei ole vielä käytettävissä Roihun tavallisissa M-solmutöissä. Scratch-I/O ohjautuu Lustreen. NVMe-tuki otetaan käyttöön tulevassa päivityksessä.

#!/bin/bash
#SBATCH --partition=small         # see batch-job-partitions for all options
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=12      # MPI tasks per node
#SBATCH --mem-per-cpu=2000        # MB per CPU core
#SBATCH --account=<project>       # insert here the project to be billed
#SBATCH --time=01:00:00           # time as hh:mm:ss
export PARA_ARCH=MPI
module load turbomole/8.0
export SLURM_CPU_BIND=none
export PATH=$TURBODIR/bin/$(sysname):$PATH
export TURBOTMPDIR=/scratch/<project>/<user>/TM_TMPDIR/$SLURM_JOB_ID
mkdir -p $TURBOTMPDIR
export PARNODES=$SLURM_NTASKS
jobex -ri -c 300 > jobex.out

#!/bin/bash
#SBATCH --partition=small         # see batch-job-partitions for all options
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --cpus-per-task=12        # SMP threads
#SBATCH --mem-per-cpu=2000        # MB per CPU core
#SBATCH --account=<project>       # insert here the project to be billed
#SBATCH --time=01:00:00           # time as hh:mm:ss
export PARA_ARCH=SMP
module load turbomole/8.0
export PATH=$TURBODIR/bin/$(sysname):$PATH
export TURBOTMPDIR=/scratch/<project>/<user>/TM_TMPDIR/$SLURM_JOB_ID
mkdir -p $TURBOTMPDIR
export PARNODES=$SLURM_CPUS_PER_TASK
export OMP_NUM_THREADS=$SLURM_CPUS_PER_TASK
jobex -ri -c 300 > jobex.out

Note

Toisinaan mpshift-laskennat keskeytyvät, koska paikallinen /tmp täyttyy. Ongelma voidaan kiertää määrittelemällä $TMPDIR uudelleen:

export TMPDIR=$TURBOTMPDIR

Note

Erityisesti jotkin aaltofunktiopohjaiset elektronikorrelaatiomenetelmät voivat olla hyvin levy-I/O-intensiivisiä. Paikallisen levyn käyttö tällaisissa töissä vähentää Lustre-rinnakkaistiedostojärjestelmän kuormitusta. Roihussa paikallinen NVMe ei ole vielä käytettävissä tavallisissa M-solmutöissä.

Suorituskykyesimerkki

Tässä annamme lyhyen esimerkin siitä, miten erilaiset resurssivaraukset vaikuttavat TURBOMOLEn suorituskykyyn. Käytämme syöterakenteena α-tokoferolia (E-vitamiini, C29H50O2, 81 atomia). Geometria on saatavilla tiedostossa vite_wb97x_d4_roihu.sh.

Testit tehtiin tuotantoympäristössä, jossa muiden töiden vaikutus voi aiheuttaa suorituskyvyn vaihtelua.

Seuraava kuva näyttää ωB97X-D4/def2-TZVP-yksittäispiste-energialaskennan seinäkelloajan Roihussa ytimien/säikeiden määrän funktiona käyttäen sekä SMP- (OpenMP) että MPI-rinnakkaisuutta.

SMP (PARA_ARCH=SMP) skaalautuu hyvin noin 48 säikeeseen asti tässä 81 atomin järjestelmässä, minkä jälkeen suorituskyky tasaantuu. MPI:n (PARA_ARCH=MPI) tulokset näyttävät samanlaisia seinäkelloaikoja kuin SMP, mutta vaativat huomattavasti enemmän muistia — noin 15 kertaa enemmän 96 prosessilla tässä järjestelmässä.

Yhden solmun ridft-DFT-laskennoissa SMP on siksi yleensä MPI:tä parempi vaihtoehto. Skaalautuvuuden raja liittyy atomien määrään — suuremmat molekyylit hyötyvät useammista säikeistä ennen kyllästymispisteen saavuttamista.

Työn valmistuttua tarkista todellinen muistin ja seinäkelloajan käyttö komennolla:

sacct -j <jobid> --format=JobID,MaxRSS,Elapsed,State

NumForce-laskennat

NumForce on työkalu, jolla voidaan laskea toisia derivaattoja (molekulaarinen Hessen matriisi) kaikille menetelmille, joille TURBOMOLEssa on saatavilla analyyttiset gradientit. NumForce-työ käynnistää 3*N*2 (N = atomien määrä) toisistaan riippumatonta gradienttilaskentaa. Yleensä on tehokkainta ajaa yksittäiset gradienttilaskennat sarjallisina (unset PARA_ARCH). Kunkin sarjallisen laskennan odotetaan kestävän suunnilleen saman ajan, joten optimaalisesti gradienttilaskentojen kokonaismäärän tulisi olla varattujen ytimien kokonaislukukerrannainen.

NumForce-vaihe työtiedostossa:

unset PARA_ARCH
export HOSTS_FILE=$PWD/turbomole.machines
rm -f $HOSTS_FILE
srun hostname > $HOSTS_FILE
ulimit -s unlimited
kdg tmpdir
NumForce -ri -central -mfile $HOSTS_FILE > NumForce.out

Viitteet

Mainitse käytetty ohjelmistopaketti viitatessasi versionumero huomioiden:

• TURBOMOLE V8.0, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from https://www.turbomole.org
• Myös katsausartikkeli tulisi mainita: https://doi.org/10.1063/5.0004635
• Tieteelliset julkaisut edellyttävät käytettyjen menetelmien ja prosessien asianmukaista viittaamista. TURBOMOLE-moduulien tulosteotsikot sisältävät asiaankuuluvat artikkelit.

Lisätietoja

• TURBOMOLE GmbH
• TURBOMOLE: Today and Tomorrow
• TURBOMOLE review
• TURBOMOLE tutorial
• TURBOMOLE Users Forum

Onko tämä sivu hyödyllinen?

Kyllä

Kiitos palautteestasi!

Ei

Kiitos! Arvostamme palautettasi.

Kerro meille miten voisimme parantaa tätä sivua ottamalla meihin yhteyttä .