Ubuntu 12.10中的量子软件，cp2k并行版的一键安装

作者 ChemiAndy: 来源: 小木虫 850 17 举报帖子

第一原理模拟“编译难”的问题由来已久。主要是它们使用了一些数学库来，而这些数学库，BLAS, BLACS, LAPACK, ATLAS, FFTW, 等等不同的编译器，不同的版本都会有兼容性问题，特别是并行的话。cp2k的并行版很难编译，即使对编译老手也是如此。我除了搞定过串行版，并行版从未成功，有时编译通过，但运行出错。其它一些第一原理模拟软件比如CPMD也同样难缠。Quantum Espresso是最省力的，但我知道那个作者是下了很大的功夫来写安装脚本，并自带了一些必要的数学库。

但是Ubuntu12.04之后，“编译难”问题可能就会大大减轻。在Ubuntu 12.04下，一些具有GNU开源协议的专业模拟软件已经预先编译好，并打包成debian二进制包直接通过软件源sudo apt-get install或者下载然后dpkg -i安装。其中就包括了cp2k和quantum-espresso这两个东东。这对还在编译cp2k中煎熬的青年，无疑是天上掉下来的馅饼。这让我想起了一个段子，说优秀的编程青年每天不断地优化代码，而牛逼的青年睡上半年，然后新的硬件出来了，运行慢的问题已经全部解决。

当然，目前Ubuntu的这个整合工作还不完善，sudo apt-get install cp2k一键安装还不行。需要做些提前准备工作。下面是在Ubuntu 12.04下整个安装并行版cp2k的过程。

平台： Ubuntu 12.04 64位， Intel 多核

首先，Ubuntu版本必须是12.04以上，因为只有12.04的核心是基于gcc4.6以上版本的。10.04基于gcc4.4, 11.04基于gcc4.5，统统地不行。也不要尝试在低版本Ubuntu中去编译gcc4.6，否则系统里的很多东西的依赖关系就乱了。

然后，在ubuntu下先安装一系列支持库(gcc_4.6和openmpi，和blas库，scalapack库，atlas库和fftw库)

CODE:

$> sudo apt-get install gfortran libatlas-base-dev libscalapack-mpi-dev libfftw3-dev libblas-dev liblapack-dev mpi-default-dev flex bison libsaxonb-java default-jre-headless byacc subversion

接着安装libint，这是cp2k的一个核心依赖库。libint是干什么的呢？

libint is two things:
1. a library of C/C++ functions for efficient evaluation of several kinds of two-body molecular integrals over Gaussian functions;
2. the optimizing compiler that generates a Libint library.

简单说就是通过Gaussian函数计算两体带你子积分的，而cp2k正是使用基于Gaussian+平面波方法,GPW。看来这个库呢，其他的第一原理软件比如CPMD， VASP, ABINIT, Quantum-espresso都用不上，因为它们统统不使用gaussian+平面波，而是只使用传统的纯平平面波。

如下是libint下载安装的步骤：

(1) libint1

CODE:

$> wget http://launchpadlibrarian.net/103817222/libint1_1.1.4-1_amd64.deb

$> sudo dpkg -i libint1_1.1.4-1_amd64.deb

(2) libint-dbg

CODE:

$> wget http://launchpadlibrarian.net/103817224/libint-dbg_1.1.4-1_amd64.deb

$> sudo dpkg -i libint-dbg_1.1.4-1_amd64.deb

(3) libint-dev

CODE:

$> wget http://launchpadlibrarian.net/103817223/libint-dev_1.1.4-1_amd64.deb

$> sudo dpkg -i libint-dev_1.1.4-1_amd64.deb

PS: cp2k只接受libint 1.1.4及以上版本。

然后依次下载安装如下两个cp2k的组成包：

cp2k_data:

CODE:

$> wget http://launchpadlibrarian.net/103850664/cp2k-data_2.2.426-4_all.deb

$> sudo dpkg -i cp2k-data_2.2.426-4_all.deb

cp2k:

CODE:

$> wget http://launchpadlibrarian.net/103850661/cp2k_2.2.426-4_amd64.deb

$> sudo dpkg -i cp2k_2.2.426-4_amd64.deb

至此，cp2k已经安装完成，一个能并行的可执行文件cp2k就静静躺在/usr/bin下。

赝势，基組，力场参数文件在 /usr/share/cp2k文件夹下， example, 手册在 /usr/share/doc/cp2k下。

串行执行：

CODE:

$> cp2k xxx.in > xxx.out

并行执行

CODE:

$> mpirun -np 4 cp2k xxx.in > xxx.out

原以为这种二进制版的并行效率会比较差强人意，但经测试，单核14分钟的作业，6核仅需2'40"，速度提高超过5倍，并行效率惊人的好！

其实，cp2k, QE的这些二进制包的整合，似乎是为即将到来的Ubuntu 12.10专门准备的。Ubuntu 12.10的代号是Quantal Quetzal，“量子的花杜鹃”，当然要包括一些花花绿绿的量子化学计算软件吧。从这里可以看到，ubuntu 12.10准备的量子化学计算模拟软件还不少：

其它的化学计算软件包括：massxpert, mmass, gabedit, rasmol, babel等以及久已整合过的经典模拟软件gromacs。

附：Quantum-Espresso已经实现了一键安装：

CODE:

$> sudo apt-get install quantum-espresso

赝势在 /usr/share/espresso/pseudo下

ChemiAndy@百度空间：一花一世界

[ Last edited by ChemiAndy on 2012-9-4 at 23:43 ]

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