硬盘速度与内存容量对量子化学计算速度影响的测试(2)
时间:2019-04-11 14:55 来源:互联网 作者:COCO 点击:次
4.1 Gaussian16 以下Gaussian计算若未注明，则默认计算设置为%nproc=36 %mem=245GB，且rwf文件产生大小不设上限。测试中除了Ru(bpy)3外都没有利用对称性以加速。 (1)振动分析。BNtube。关键词B3LYP/6-31G* freq nosymm。实际产生rwf文件1.5GB。 PM961：24m11s 影驰铁甲战将：24m27s 希捷4TB：24m29s %mem=60GB + PM961：24m15s 可见，由于普通泛函下振动分析任务的临时文件小，硬盘速度对耗时基本没有影响，内存分配大小也不影响耗时。 (2)超极化率计算。DA3。关键词CAM-B3LYP/6-311++G(2df,p) polar nosymm。实际产生rwf文件314MB。 PM961：20m28s 影驰铁甲战将：20m32s 希捷4TB：20m35s %mem=60GB + PM961：20m35s 情况如振动分析，内存容量和硬盘速度对耗时基本也没有影响。 (3)TDDFT。Ru(bpy)3。关键词B3LYP/genecp TD(nstates=30)。对Ru用的SDD，其它原子6-311G*。实际产生rwf文件7.6GB。 PM961：15m37s 影驰铁甲战将：15m32s 希捷4TB：15m31s %mem=60GB + PM961：15m36s 这个测试还是没发现硬盘速度和内存分配量对总耗时有什么影响。 (4)MP2单点。DA3。关键词MP2/def2TZVP nosymm。实际产生rwf文件150GB。 PM961：13m28s （此数据比较异常，原因不明，不做讨论） 影驰铁甲战将：12m44s 希捷4TB：13m20s %mem=60GB + PM961：12m42s %mem=60GB + 180GB vram：12m22 （vram指把内存虚拟成硬盘） 这个任务由于rwf文件比较大，终于一定程度体现出硬盘速度对耗时的影响。影驰SSD比机械硬盘快了一些。如果用vram，速度还能再快一点。不过此任务依然没有很充分体现出大内存或高速硬盘的效果。 值得注意的是，如果把rwf文件产生的上限人为设为100GB，程序发现可用空余硬盘空间不够，会自动用FullDirect方式做MP2，此时rwf大小仅有268MB，而作为代价，计算耗时较高，为16m17s。 (5)CCSD(T)单点。苯胺。关键词CCSD(T)/cc-pVTZ。实际产生rwf文件在CCSD迭代时为21GB，计算(T)时为79.4GB（且占内存达到>90%）。 PM961：26m18s 影驰铁甲战将：34m32s 希捷4TB：62m52s %mem=60GB + PM961：20m21s %mem=60GB + 180GB vRAM：19m18s 在CCSD(T)计算时，终于体现出了硬盘速度对计算耗时的巨大影响！SATA3的SSD比机械硬盘快了近一倍，如果用更快的SSD，即PM961，耗时还可以进一步下降。测试中还看到一个违背一般直觉的事，就是分配的内存从245GB降到60GB，耗时反倒从26m18s降到了20m21s，看似内存分配大了还有害。应该说这是G16程序的缺陷所致，实际上在G09，以及其它体系的CCSD(T)计算上也都发现了这个情况。既然内存给大了反倒耗时增高，而且CCSD(T)对硬盘性能敏感，那么少给点内存，而把富裕的内存虚拟成硬盘，岂不美哉？事实也证明此做法奏效，如上述数据所示，把180GB内存虚拟成硬盘来读写rwf的话，耗时比用PM961进一步降低，不过降低得不算很大了，因为PM961已经很快了，此时硬盘读写速度的瓶颈已经没那么显著了。 还有两种特殊情况： PM961（rwf上限设15GB)：会报错Transformation cannot fit in the specified MaxDisk. PM961（rwf上限设25GB)：31m32s（到了(T)那一步，由于硬盘不够，提示Number of processors reduced to 6 in MP4TCl:，之后CPU只有600%占用了） 这体现出CCSD(T)对硬盘空余容量是有较高要求的。剩余容量达不到最低要求，根本算不了；剩余容量太小，则并行度会自动降低，明显降低计算速度。 (6)SCF=conventional单点。DA3。关键词HF/def2TZVP nosymm。实际产生rwf文件为192GB。 PM961：23m30s 希捷4TB：29m27s 这个测试其实没什么意义，只不过由于SCF=conventional把电子积分全写到rwf里，硬盘读写量会很大，所以随便测试了一下硬盘速度的影响。可见PM961比机械硬盘还是有明显优势的，只不过没有预期的那么夸张。SCF=conventional现在根本没人用，因为以direct方式做SCF，此任务仅需要2m59s，rwf文件仅有269MB。即曰，哪怕有高速硬盘，conventional还是远不如direct。还尝试了用incore方式做SCF，此时占内存高达223GB，rwf文件为182MB。虽然incore时积分都存在内存里，理应比direct快，但是实际耗时高达11m12s，是因为Gaussian的incore模式做得不好，CPU利用率非常低，而且用direct时还可以用积分屏蔽等技巧来加速。 4.2 ORCA 4.0.1.2 ORCA是MPI方式并行，maxcore设的是每个MPI进程最多用的内存量(MB)。由于实际使用量可能超过maxcore，因此必须留有一定富余。计算时候皆为36核并行，对于256GB机子来说，maxcore=6000比较稳妥，而64GB机子来说，maxcore=1400一般没问题。 (1)双杂化单点。BNtube。关键词RI-PWPB95 def2-QZVPP def2/JK def2-QZVPP/C RIJK。临时文件占硬盘最多用到15GB maxcore=6000，影驰铁甲战将：20m16s maxcore=6000，PM961：20m20s maxcore=6000，希捷4TB：20m18s maxcore=1400，PM961：24m50s 即便此体系不小了，计算级别还挺高，但对于此任务，硬盘读写仍不构成瓶颈，没体现出硬盘速度对耗时的影响。而内存分配量对耗时有一定影响，给大了耗时会降低。 (2)DLPNO-CCSD(T)单点。DA3。关键词DLPNO-CCSD(T) def2-TZVP def2/JK def2-TZVP/C RIJK tightSCF。临时文件占硬盘最多用到15GB maxcore=6000，影驰铁甲战将：18m37s -817.155278103676 maxcore=6000，PM961，带tightPNO：78m21s -817.160700708131（临时文件占硬盘最多用到44GB） maxcore=6000，PM961：18m39s maxcore=6000，希捷4TB：18m44s maxcore=1400，PM961：18m47s DLPNO-CCSD(T)是ORCA独家的降低CCSD(T)耗时的重要方法，这体系直接用CCSD(T)在现有条件下是绝对算不动的，而做DLPNO-CCSD(T)则轻而易举。从测试来看，硬盘速度和内存分配量并未对DLPNO-CCSD(T)耗时有明显影响。还顺带测试了带着tightPNO关键词的情况，这使得DLPNO-CCSD(T)比默认设定下更逼近CCSD(T)的结果，不仅耗时增加几倍，对硬盘空余空间的要求也显著增加了。 (3)CCSD(T)单点。苯胺。关键词CCSD(T) cc-pVTZ tightSCF。临时文件占硬盘最多用到29GB maxcore=6000，PM961：13m9s maxcore=6000，希捷4TB：13m6s maxcore=1400，PM961：16m17s 和Gaussian不同的是，ORCA里做CCSD(T)，高速硬盘并没发挥什么用处，而分配大内存，和双杂化计算时一样会使得耗时降低。 4.3 Molpro 2015 对Molpro 2015只是做个简单测试，CCSD(T)/cc-pVTZ单点。苯胺。Molpro也是MPI并行的程序，-m后面设的是每个进程的内存使用量上限，800m代表800mwords*8=6.4GB。-n后面是并行核数。在测试时发现Molpro的计算耗时的重现性比较差，所以仅供粗略参考 -m 800m -n 36，PM961：10m20s -m 400m -n 36，PM961：10m55s -m 100m -n 36，PM961：10m51s -m 800m -n 36，影驰铁甲战将：11m10s -m 800m -n 36，希捷4TB：12m9s -m 100m -n 36，希捷4TB：12m31s -m 100m -n 36，180GB vRAM：10m37s -m 800m -n 18，PM961：11m55s -m 800m -n 8，PM961：21s52s -m 3500m -n 8，PM961：19m5s (责任编辑：admin) |
