量子化學Gaussian計算硬件配置方案
（一）量子化學計算如何選擇硬件配置
由于分子的類型、體系和模擬算法，以及各種應用和精度要求，都有不同的計算特點，對計算機硬件（CPU、內(nèi)存、硬盤、GPU）配置要求有很大的差異 ，如何選擇好服務器/工作站的硬件配置，提高計算速度，縮短求解時間，主要看用量子化學計算軟件的算法，及做什么求解，因為算法和精度決定了計算特點和求解規(guī)模，合理的硬件配置，大大發(fā)揮機器性能，縮短求解時間，主要量子化學軟件：Gaussian，GAMESS，MOLPRO，NWChem
1.1量子化學算法、精度與計算成本
1.2原子體系規(guī)模、算法及硬件配置特點
|
NO |
體系規(guī)模劃分 |
主要算法 |
硬件配置最低推薦 |
|
1 |
1000個原子以上 |
分子力學 |
多GPU架構(gòu) |
|
2 |
250-1000個原子 |
半經(jīng)驗或DFTB |
4核~16核+32~64GB內(nèi)存 |
|
3 |
100-250個原子 |
密度泛函DFT |
4核~44以上+64~128GB |
|
4 |
25-100個原子 |
多體微擾理論方法MPn |
8核~64核+128~256GB+高io
|
|
5 |
10-25個原子 |
耦合簇CCSD(T) |
8~64核+192GB+高io |
|
6 |
10個原子以下 |
組態(tài)相互作用法CI/CC |
8~96核以上+256GB+高io
|
1.3高斯軟件的多核并行計算測試
（1）基于Gaussian 09版本
這個測試分別用4核、8核、16核、32核、64核進行求解，從計算結(jié)果看，多核并行加速比很理想
（2）基于Gaussian 16版本多核并行計算測試
這個測試分別對8核、16核、32核、44核進行求解，從計算結(jié)果看，多核并行加速比到32核很理想，44核已經(jīng)對求解沒有多大提升了
數(shù)據(jù)來源： http://www.hpc.co.jp/benchmark20150706.html
CPU 內(nèi)存 硬盤 GPU HF和DFT 非常重要 不可忽視 支持 MP2，MP4 重要 非常重要 TD-DFT 非常重要 不可忽視 支持 SAC-CI 非常重要 非常重要
1.4 量子化學計算硬件配置特點
（1）不同算法的并行計算的核數(shù)加速比有所差異，不完全是線性的
（2）最新CPU架構(gòu)和提升頻率，對縮短求解時間非常顯著
（3）精度高求解計算量大，對CPU頻率和核數(shù)、內(nèi)存容量、硬盤io要求均有很高要求
數(shù)據(jù)來源：http://www.hpc.co.jp/chem/c_select_hardware.html
（4）核數(shù)與內(nèi)存比例為 1:4最為理想 NO 機型種類 硬件特點 計算規(guī)模劃分 1 極速工作站 H360 擁有最高頻率4核5.1GHz 中小計算規(guī)模，低精度應用 2 極速工作站H480 具備一定核數(shù)與超高頻率兩者完美結(jié)合， 如：6核4.5GHz，8核4.3GHz，10核4.3GHz 中等計算規(guī)格，精度略高應用 3 極速工作站H610 具有雙Xeon架構(gòu)（最多44核）的自動超頻加速 中大計算規(guī)模，高精度應用 4 高性能工作站 EX610 雙Xeon 自動超頻加速(最多44核）+ 8個并行存儲 大計算規(guī)模，高精度應用 5 超級圖形工作站 Alpha720 配備四顆Xeon（最高96核）+16個并行存儲 超大計算規(guī)模，超高精度應用
（5）支持Tesla K40或K80 的GPU計算，顯存需12GB以上，但算法有局限性，同時性價比不好
（6）組成集群的計算節(jié)點配置最好采用4核~10核超高頻，效率最高
#p#page_title#e#
（二）基于量子化學計算，UltraLAB完美硬件配置推薦
2.1 UltraLAB圖形工作站機型介紹
UltraLAB是西安坤隆計算機科技有限公司推出的定制圖形工作站品牌，經(jīng)過多年發(fā)展，該產(chǎn)品擁有傲視群雄的三大領(lǐng)先優(yōu)勢：先進計算硬件架構(gòu)、完整齊全行業(yè)應用定制方案、專業(yè)硬件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，大幅超越同類的“圖形工作站”產(chǎn)品，我們提供基于量子化學計算應用最快硬件架構(gòu)產(chǎn)品系列
2.2 硬件配置參考
|
NO |
型號 |
配置規(guī)格 |
報價 |
|
1 |
UltraLAB H360 15116-TBA |
Intel至尊處理器(4核5.1GHz)/ 16GB DDR4 /Quadro K620/ 2TB SATA企業(yè)級/塔式(865w)/23"圖顯 |
17300 |
|
2 |
UltraLAB H480 14532-S2TBA |
Intel至尊處理器(6核4.5GHz)/ 32GB DDR4 /Quadro K620/ 256GB SSD+2TB SATA企業(yè)級 /塔式(865w)/23"圖顯 |
23500 |
|
3 |
UltraLAB H480 14332-S2TCA |
Intel至尊處理器(8核4.3GHz)/ 32GB DDR4 /Quadro K620/ 256GB SSD+2TB SATA企業(yè)級/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
31200 |
|
4 |
UltraLAB H480 14364-S5TCA |
Intel至尊處理器(10核4.3GHz)/ 64GB DDR4 /Quadro P600/ 512GBSSD+4TBSATA企業(yè)級/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
45000 |
|
5 |
UltraLAB H610 23664-S5TCA |
2*Xeon E5 2667v4(16核3.6GHz)/ 64GB DDR4 /Quadro P600/ 512GBSSD+4TBSATA企業(yè)級/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
65000 |
|
6 |
UltraLAB H610 23396-S5TCB |
2*Xeon E5 2687Wv4(24核3.3GHz)/ 96GB DDR4 /Quadro P600/ 512GB SSD+4TB SATA企業(yè)級/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
75000 |
|
7 |
UltraLAB H610 230128-SATCB |
2*Xeon E5 2697v4(32核3.0GHz)/ 128GB DDR4 /Quadro P2000/ 1TBSSD+4TBSATA企業(yè)級/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
96500 |
|
8 |
UltraLAB EX610 227192-SA28TB |
2*Xeon E5 2699v4(44核2.8GHz)/ 192GB DDR4 /Quadro P2000/ 1TBSSD企業(yè)級+28TB并行存儲/ 塔式(865w)/23"圖顯 |
135000 |
|
9 |
UltraLAB Alpha720 427256-SA28TC |
4*Xeon E7 8867v3(64核2.7GHz)/ 256GB DDR3 /Quadro P4000/ 1TBSSD企業(yè)級+28TB并行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 |
235000 |
|
10 |
UltraLAB Alpha720 427384-SA28TC |
4*Xeon E7 8867v4(72核2.7GHz)/ 384GB DDR4 /Quadro P4000/ 1TBSSD企業(yè)級+28TB并行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 |
279000 |
|
11 |
UltraLAB Alpha720 427512-SB28TC |
4*Xeon E7 8890v4(96核2.7GHz)/ 512GB DDR4 /Quadro P4000/ 2TBSSD企業(yè)級+28TB并行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 |
360000 |
上述配置其顯著特點，
（1）全部采用最新intel硬件架構(gòu)
（2）提供不用規(guī)模的高效完美硬件配置，滿足不同算法和精度計算需求
（3）每個配置架構(gòu)，CPU頻率達到極致，提升性能關(guān)鍵指標
（4）足夠多核數(shù)，并行存儲高io，滿足高精度計算，均衡無死角
（5）整機全部提供系統(tǒng)優(yōu)化，大幅提升計算速度
（6）支持GPU計算擴展
與市場常規(guī)機型配置相比，UltraLAB工作站提供的CPU頻率和存儲io更高，配置均衡合理，保證了機器硬件性能最大化，求解時間更短
方案咨詢
UltraLAB圖形工作站供貨商：
西安坤隆計算機科技有限公司
國內(nèi)知名高端定制圖形工作站廠家
業(yè)務電話：400-705-6800
