Materials Studio建模與材料模擬計算工作站方案2021v4
重點
（1）Materials Studio材料模擬軟件計算特點
（2）Materials Studio三維建模/可視化硬件配置推薦
（3）Materials Studio量子力學工作站硬件配置推薦
（4）Materials Studio分子力學與分子動力工作站硬件配置推薦
（一）Materials Studio材料模擬軟件介紹
Materials Studio（簡稱MS）是分子模擬領域內(nèi)的多種模擬方法以及建?？梢暬再|(zhì)分析工具。提供三維結(jié)構(gòu)模型，對各種晶體、無定型以及高分子材料的性質(zhì)及相關(guān)過程進行深入的研究?？梢詮碾娮?、原子以及高分子的角度去分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 利用的主要方法為：以密度泛函為主的量子力學模擬方法、分子力學和分子動力學模擬方法、蒙特卡羅模擬法、介觀動力學(MesoDyn)和耗散粒子動力學（DPD）、統(tǒng)計方法QSAR等多種先進算法和X射線衍射分析等儀器分析方法，根據(jù)系統(tǒng)中的原子、分子的類型和數(shù)目，研究、預測材料的相關(guān)性質(zhì)。模擬的內(nèi)容包括了催化劑、聚合物、固體及表面、界面、晶體與衍射、化學反應等材料和化學研究領域的主要課題。
（二）Materials Studio軟件計算特點
2.1 MS求解器支持單機CPU、GPU卡、MPI多機集群情況
如何配置一臺具有高性能能力的圖形工作站（CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡），需要對其算法特點、以及計算規(guī)模進行分析
|
No |
分類 |
模塊 |
功能描述 |
CPU并行 |
GPU加速 |
集群 |
|
1 |
可視化分析 |
Materials Visualizer |
材料可視化工具 搭建分子、晶體及高分子材料結(jié)構(gòu)模型 |
|
|
|
|
2 |
量子力學類 |
DMol³ |
密度泛函量子力學程序原子軌道線性組合法，計算能帶、態(tài)密度 |
√ |
|
√ |
|
CASTEP |
材料科學量子力學程序平面波贗勢密度泛函法，模型較小，包含數(shù)十、乃至數(shù)百個原子 |
√ |
|
√ |
||
|
NMR CASTEP |
MS CASTEP的擴展模塊 晶胞進行幾何優(yōu)化，若精度要求較高 |
√ |
|
|
||
|
ONETEP |
進行線性標度密度泛函模擬 |
√ |
|
√ |
||
|
DFTB+ |
半經(jīng)驗量子力學程序 密度泛函的緊束縛法模擬體系大,對數(shù)千個原子體系進行模擬 |
√ |
|
√ |
||
|
VAMP |
半經(jīng)驗量子力學程序 原子軌道線性組合方法，對于涉及電子得失或轉(zhuǎn)移的過程（諸如涉及化學反應的過程）的模擬 |
|
|
|
||
|
Cantera |
化學反應速率方程求解器 |
|
|
|
||
|
QMERA |
量子力學與分子力學的雜化方法 |
√ |
|
|
||
|
3 |
分子力學與分子動力學類 |
COMPASS |
對凝聚態(tài)材料進行原子水平模擬的功能強大的力場，模型中等大小，包含數(shù)千至數(shù)萬個原子 |
√ |
|
|
|
Forcite Plus |
分子和周期性體系的經(jīng)典力學模擬工具 |
√ |
√ |
√ |
||
|
GULP |
基于分子力場的晶格模擬程序 |
√ |
|
√ |
||
|
Equilibria |
計算烴類化合物單組分體系或多組分混合物的相圖 |
|
|
|
||
|
Sorption |
預測基礎性質(zhì)，比如吸附等溫線（或加載曲線）和亨利常數(shù) |
|
|
|
||
|
Mesocite |
|
√ |
√ |
√ |
||
|
4 |
蒙特卡洛類 |
Amorphous Cell |
對復雜的無定型系統(tǒng)建立有代表性的模型，并對主要性質(zhì)進行預測，模型較大，包含大量的原子（數(shù)萬乃至更多） |
|
|
|
|
Adsorption Locator |
蒙特卡洛退火方法 |
|
|
|
||
|
Blends |
|
|
|
|
||
|
Conformers |
為柔性分子結(jié)構(gòu)提供構(gòu)像搜索算法和分析工具 |
|
|
|
||
|
Sorption |
巨正則蒙特卡洛法 預測基礎性質(zhì)，比如吸附等溫線（或加載曲線）和亨利常數(shù) |
|
|
|
||
|
5 |
高分子與介觀模擬類 |
Synthia |
提供對聚合物材料性質(zhì)的快速預測：包括熱力學、力學和輸運性質(zhì)等。 |
|
|
|
|
Blends |
預測相的行為及得到相圖。 |
|
|
|
||
|
DPD |
|
|
|
|
||
|
Mesocite |
分子力學工具集，粗?；肿觿恿W以及耗散粒子動力學兩種方法 |
√ |
√ |
√ |
||
|
MesoDyn |
動態(tài)平均場密度泛函方法 |
√ |
|
√ |
||
|
MesoPro |
|
|
|
|
||
|
6 |
晶體、結(jié)晶與X射線衍射類 |
Polymorph Predictor |
蒙特卡洛模擬退火法 多晶型預測 |
√ |
|
|
|
Morphology |
形態(tài)學 |
|
|
|
||
|
X-Cell |
指示中等和高質(zhì)量的粉末衍射數(shù)據(jù)，包括來自 X 光、中子或是電子輻射源的衍射數(shù)據(jù) |
|
|
|
||
|
Reflex |
模擬晶體材料的X光、中子以及電子等多種粉末衍射圖譜 |
|
|
|
||
|
Reflex Plus |
|
|
|
|
||
|
Reflex QPA |
|
|
|
|
||
|
CCDC |
|
|
|
|
||
|
7 |
定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系類 |
QSAR |
|
|
|
|
|
QSAR Plus |
利用光學物理化學性質(zhì)來鑒定化合物 |
|
|
|
||
|
Synthia |
|
|
|
|
計算規(guī)模劃分
≤ 100個原子 ab initio/DFT
100~200個原子 半經(jīng)驗
＞200個原子 用QM/MM模型
從而找出更好的算法，通過分析算法，給出最佳的硬件配置
2.2 MS材料模擬建模計算特點
如何既保證建模模型流暢，又保證配置合理，計算速度理想具體情況具體分析，
建模就是畫出三維圖形，創(chuàng)建原子3D模型、流暢旋轉(zhuǎn)、移動等，對應硬件要求：
CPU ：更高的主頻，
內(nèi)存容量：≥48GB
顯卡：容量≥8GB，支持OpenGL，nvidia圖卡
顯示器：高分辨率最佳
2560*1440（2K）
3840*2160（4K）
7680*4320（8K）…
19200*4320（拼接超高分辨率）
2.3 量子力學類算法計算特點
主要算法是密度泛函理論（DFT），計算規(guī)格是平面波數(shù)量的3 次方成正比（N3），
硬件配置特點：CPU有限多核并行、內(nèi)存帶寬、內(nèi)存容量是重點
第一類，密度泛函（DFT）: 內(nèi)存容量大，大量I/O臨時文件
第二類：平面波贗勢密度泛函: CPU算力、內(nèi)存容量、內(nèi)存帶寬
如果追求最快算力，只有四路Xeon架構(gòu)最合適（高主頻+并行核數(shù)+24通道）
2.4 分子力學與分子動力學類算法計算特點
經(jīng)典分子動力學模擬中，計算成本取決于原子數(shù)N，分子動力學不會占用太多內(nèi)存，以CPU算力為主，由于輸出大量軌跡數(shù)據(jù)，需要大容量硬盤，
硬件配置特點：CPU 算力越大越好， GPU Mesocite、Forcite模塊支持單GPU卡，加速，硬盤配備大容量
#p#page_title#e#
（三）Materials Studio工作站硬件配置推薦
西安坤隆計算機科技有限公司專注于圖形工作站應用，為軟件要求提供合理計算架構(gòu)，我們通過對Materials Studio材料模擬軟件和其主要算法計算特點資料查閱、分析和重要功能模塊測試，以intel最新計算架構(gòu)為主，給出高效率精準配置工作站硬件配置方案，每臺計算工作站通過經(jīng)驗豐富的工程師整機、系統(tǒng)級優(yōu)化，以及在線技術(shù)支持，保證機器三年內(nèi)處于高速、高效、可靠運行狀態(tài)。
相關(guān)機型 A300/H390、EX650i、Alpha730/Alpha750
3.1 Materials Studio三維建?？梢暬布渲猛扑]
配置關(guān)鍵點：CPU高主頻，內(nèi)存容量盡可能高，高顯存專業(yè)圖卡，高分辨率顯示器
|
NO |
品牌與型號 |
配置規(guī)格 |
價格 |
備注 |
|
1.1 |
AX300 14964-MAC |
Intel 11代高頻處理器（6核@4.9GHz）/64GB/RTX4000 8GB /1TB PCIeSSD /4TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
36500 |
高性價比 |
|
1.2 |
AX300 150128-MAC |
Intel 11代高頻處理器（8核@5.0GHz）/128GB/RTX A4000 16GB/1TB PCIeSSD /4TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
46500 |
高性能型 |
|
1.3 |
H390 151128-MBD |
Intel 11代高頻處理器(10核@5.1GHz)/128GB/ RTX A5000 24GB/2TB PCIeSSD /4TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
67000 |
極致型 |
|
1.4 |
EX650i 233256-MBB |
2顆Xeon 金牌4316(40核@4.1GHz)/256GB DDR4 /RTX A5000 24GB/2TB Pcie-SSD /6TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/27寸-4K圖顯 |
88000 |
全能高效型 |
|
1.5 |
Alpha730 441384-SCC |
4顆Xeon 金牌6246(48核@4.1GHz)/384GB DDR4 /RTX A4000 16GB /3.84TB SSD /16TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/27寸-4K高清圖顯 |
218000 |
全能高速型 |
|
1.6 |
Alpha750 441768-SCD |
4顆Xeon 金牌6328H(64核@3.7GHz)/768GB DDR4 /RTX A5000 24GB /3.84TB SSD /16TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/27寸-4K圖顯 |
226000 |
全能多用戶多任務型 |
#p#page_title#e#
3.2 Materials Studio量子力學工作站硬件配置推薦
配置特點：CPU理想核數(shù)和高主頻，內(nèi)存帶寬最大化、容量盡可能高
|
NO |
品牌與型號 |
配置規(guī)格 |
價格 |
備注 |
|
2.1 |
EX650i 235192-MAA |
2顆Xeon 金牌4314(32核@3.5GHz)/192GB DDR4 /Quador P620 /1TB Pcie-SSD /6TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
48500 |
超值型 |
|
2.2 |
EX650i 235256-MAA |
2顆Xeon 金牌4316(40核@4.1GHz)/256GB DDR4 /Quador P620 /1TB Pcie-SSD /6TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
59000 |
高性能型 |
|
2.3 |
EX650i 233256-MBA |
2顆Xeon 金牌5320(52核@3.3GHz)/256GB DDR4 /Quador T600 /2TB Pcie-SSD /8TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
72000 |
高性能加強型 |
|
2.4 |
EX650i 233512-MBA |
2顆Xeon 金牌6348(56核@3.3GHz)/512GB DDR4 /Quador T600 /2TB Pcie-SSD /10TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
110000 |
超大規(guī)模計算型 |
|
2.5 |
Alpha730 441384-SCB |
4顆Xeon 金6246（48核@4.1GHz）/384GB /QuadroP2000 /3.84TB SSD/16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
210000 |
超大規(guī)模計算完美型 |
|
2.6 |
Alpha730 443768-SCB |
4顆Xeon 金6256（48核@4.3GHz）/768GB /QuadroP2000 /3.84TB SSD/2*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
268000 |
超大規(guī)模計算極致型 |
|
2.7 |
Alpha750 433768-SCB |
4顆Xeon 金5320H（80核@3.3GHz）/768GB /QuadroP2000 /3.84TB SSD/2*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
185000 |
超大規(guī)模計算多任務型 |
|
2.8 |
Alpha750 4331T-PCB |
4顆Xeon 鉑金8360H（96核@3.8GHz）/1.5TB /QuadroP2000 /4TB PCIeSSD/2*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
355000 |
超大規(guī)模計算極致多任務型 |
#p#page_title#e#
3.3 Materials Studio分子力學與分子動力工作站硬件配置推薦
配置特點：CPU理想核數(shù)和高主頻、或GPU加速，硬盤高io大容量
|
NO |
品牌與型號 |
配置規(guī)格 |
價格 |
備注 |
|
2.1 |
EX650i 23596-MBA |
2顆Xeon 金牌4314(32核@3.5GHz)/96GB DDR4 /Quador P620 /2TB Pcie-SSD /8TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
44500 |
超值型 |
|
2.2 |
EX650i 235128-MBA |
2顆Xeon 金牌4316(40核@4.1GHz)/128GB DDR4 /Quador P620 /2TB Pcie-SSD /10TB SATA企業(yè)級/塔式(750w)/24寸-2K圖顯 |
53990 |
高性能型 |
|
2.3 |
EX650i 235128-MBC |
2顆Xeon 金牌4316(40核@3.5GHz)/128GB DDR4 /RTX A5000 24GB /2TB Pcie-SSD /10TB SATA企業(yè)級/塔式(865w)/24寸-2K圖顯 |
79990 |
高性能GPU加速型 |
|
2.4 |
EX650i 233256-MBA |
2顆Xeon 金牌6348(56核@3.3GHz)/256GB DDR4 /Quador T600 /2TB Pcie-SSD /16TB SATA企業(yè)級/塔式(865w)/24寸-2K圖顯 |
96000 |
超大規(guī)模計算型 |
|
2.5 |
EX650i 235256-MCD |
2顆Xeon 金牌6342(48核@3.5GHz)/256GB DDR4 /RTX A5000 24GB/4TB Pcie-SSD /16TB SATA企業(yè)級/塔式(865w)/24寸-2K圖顯 |
122000 |
超大規(guī)模計算高性能全能型 |
|
2.6 |
Alpha750 433384-PCC |
4顆Xeon 金5320H（80核@3.3GHz）/384GB /RTX A4000 16GB/960G SSD/4TB PCIeSSD /16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
179990 |
超大規(guī)模計算全能多任務型 |
| 2.7 | Alpha750 433384-PCE |
4顆Xeon 金5320H（80核@3.3GHz）/768GB /RTX A6000 48GB/960G SSD/4TB PCIeSSD /3*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
255000 | 超大規(guī)模計算GPU全能多任務型 |
|
2.8 |
Alpha730 431768-PCD |
4顆Xeon 鉑金8260（96核@3.1GHz）/768GB /RTX A5000 24GB/960GB SSD/4TB PCIeSSD/3*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
280000 |
超大規(guī)模計算極致全能型 |
| 2.9 | Alpha730 432768-PCC |
4顆Xeon 鉑金8270（104核@3.2GHz）/768GB /RTX A4000 24GB/960GB SSD/4TB PCIeSSD/3*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
320000 | 超大規(guī)模計算極致多任務型 |
|
2.10 |
Alpha750 438768-PCE |
4顆Xeon 鉑金8360H（96核@3.8GHz）/768GB / RTX A5000 24G /960GB SSD/ 4TB PCIeSSD/3*16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(雙1000w)/27寸-4K圖顯 |
350000 |
超大規(guī)模極致多任務異構(gòu)計算型 |
上述所有配置，代表最新硬件架構(gòu)，同時保證是最完美，最快，如有不符，可直接退貨
欲咨詢機器處理速度如何、技術(shù)咨詢、索取詳細技術(shù)方案，提供遠程測試，請聯(lián)系
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
咨詢微信號：
