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ChemiAndy

木虫 (正式写手)

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[交流] CPMD 3.17.1 新版更新与与ubuntu + gcc4.6 + openmpi并行编译已有3人参与

CPMD在8月28日释放除了新的版本，这次直接从3.15.3跳到了3.17.1，想必有重大更新。有哪些重大更新呢？

1. 新的HF交换计算的高度并行化算法，需要杂化的童鞋有福了：）

2. 通过引进第二个并行层，进一步提高并行化效率，达到平面波计算的线性标度；什么叫线性标度呢？就是随着计算核数的增加，计算效率线性升高。实现线性标度是计算化学软件开发的热点和方向。

3. RESTART文件的并行读写支持。文件读写是最耗费时间并影响并行化效率的因素之一。过去CPMD只有一个RESTART文件，所有CPU(processors)共享此RESTART文件。而PWSCF则是有几个CPU processors，就有几个波函数文件，各读写各的，减少核间通讯协调时间，当然会快了，缺点是需要占用更多的磁盘空间。

4. openMX 3.0支持。很多人的计算并不是用很多CPU，而是使用单个12核CPU或8核CPU (cores)，在核间并行。这种并行因为在单CPU内通讯，要远快于多CPU和多节点(nodes)并行。支持这种并行的算法称为openMP，在代码上实现起来非常简单，通常只是增加几个语句即可。在3.17版中，CPMD的主程序和QMMM界面部分增加了对 openMP3.0的支持，改善了过去进行QMMM无法并行的缺点。

5. 从头算范德华校正。还没有看实施了谁的公式，但与过去Grimme提出的参数话的范德华校正相比，无需参数，而是从密度中计算。其效果待检验，对比。

6. 全功能的Ehrenfest Dynamics。在CPMD和BOMD中，原子核实际上遵循的是经典力学运动方程，属于“半吊子”的“量子分子动力学”。它们都假定体系在基态的，或者某个单态的势能面中运动，而不考虑体系可能会吸收光子跃迁到电子的激发态，或者原子核的振动跃迁。这些实际体系中无时不刻在发生的量子效应都被忽略了。这个称为绝热近似，意即不考虑吸收能量导致跃迁的情形。因此，CPMD和BOMD用来研究涉及化学反应的体系时，是有很大局限性的。你必须意识到你忽略了电子激发态跃迁和原子核振动激发态跃迁对反应的影响和贡献。解决这个问题有两种方法，surface hoping model，势能面跳跃模型(需要完备活性空间自洽场计算，CASSCF，不停计算当前核构型下的激发态，并沿特定激发态势能面运动，这玩意儿计算小体系还行，大体系很少人能耗得起)，和求解核-电子体系的含时Schrodinger方程(TDSE)。含时方法是严格处理电子与核运动非绝热性的方法，但需要多组态作用计算。作为其单组态近似(single slater determinant)，可以使用含时TDHF或者含时TDDFT方法。它把体系的波函数表示成一个互相重叠的态，从而避免直接的激发态计算。这样计算得到的诸如电子密度、势能、原子受力等化学性质是一种平均值。在这种平均势能面上进行经典方式传播的动力学称为Ehrenfest dynamics，它是含时Schrodinger方法的一种经典近似处理。[Ref: JCP 123,84160, DOI:http://dx.doi.org/10.1063/1.2008258  ]

7. 片段轨道DFT，Fragment Orbital DFT。

8. 改进了QMMM中界面link atoms的处理。

9. Nose-Hoover轨迹和能量的后处理。应该是写进了单独的输出文件，而不是像以前一样凌乱地输出到out文件中。

10. 对IBM一些服务器的优化支持。

11. 一些bug。

赶快用最新版吧，看看是不是运行更快了！

老3.15版编译参考：http://hi.baidu.com/xijunw/item/1db8690fb3dfb7dd72e67686
新3.17版编译注：
老3.15版在ubuntu 12 / Linuxmint 13上编译需要降低gcc版本到4.4。新版无需。直接在gcc4.6版上编译。
根据maillist上的讨论，3.17版编译不要使用ubunt/Linuxmint安装的fftw库，而要使用cpmd自己的傅里叶变换(CPPFLAG中的-DFFT_FFTW改成 DFFT_DEFAULT)。库文件也只链接liblapack和libblas。Makefile文件如下：

#--------------- Default Configuration for LINUX-x86_64-FEDORA-MPI ---------------
SRC  = .
DEST = .
FFLAGS = -c  -O2 -fcray-pointer
LFLAGS = -L/usr/lib -llapack -lblas
CFLAGS = -c -O2 -Wall
CPP = /lib/cpp -P -C -traditional
CPPFLAGS = -D__Linux -D__PGI -D__GNU -DFFT_DEFAULT -DPARALLEL -DMYRINET -DPOINTER8
NOOPT_FLAG =
CC = mpicc
FC = mpif77
LD = mpif77
AR = ar
#----------------------------------------------------------------------------

[ Last edited by ChemiAndy on 2013-9-4 at 14:53 ]

CPMD 4.1并行编译（Ubuntu 14.04/GCC4.6/fftw3）
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2137

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