GAMESS¶

Popis¶

GAMESS (General Atomic and Molecular Electronic Structure System) je všeobecný kód pre výpočty elektrónovej štruktúry v oblasti výpočtovej chémie. Jeho hlavným zameraním sú ab initio kvantovochemické výpočty. Softvér dokáže vykonávať aj DFT výpočty a iné semi-empirické výpočty (AM1, PM3), výpočty kvantovej mechaniky/molekulárnej mechaniky (QM/MM) a dokáže spracovať vplyv rozpúšťadla. GAMESS disponuje niekoľkými fragmentačnými metódami, ktoré sa škálujú až na 260,000 jadier, takže používatelia môžu použiť GAMESS pre veľmi veľké molekulárne entity.

Oficiálna dokumentácia¶

Dokumentáciu a návod pre používateľov nájdete na oficiálnej webovej stránke GAMESS.

Dodatočné dokumenty týkajúce sa inštalácie a spúšťania GAMESS nájdete tu.

Dostupné verzie¶

Aktuálne sú dostupné nasledujúce verzie GAMESS:

GAMESS-US/2024-R2-intel-2022a

Spúšťacie závislosti:
- Žiadne, požadované knižnice a závislosti sa načítajú automaticky spolu s modulom GAMESS-US/2024-R2-intel-2022a.

Modul GAMESS môžete načítať pomocou nasledujúceho príkazu:

module load GAMESS-US/2024-R2-intel-2022a

GAMESS Benchmark¶

Aby sme lepšie pochopili, ako GAMESS využíva dostupný hardvér na Devane a ako dosiahnuť dobrý výkon, môžeme preskúmať vplyv výberu počtu MPI rankov na uzol a OpenMP vlákien na výkon benchmarkov.

Na spustenie benchmarkov bol použitý nasledujúci príkaz:

   rungms-dev $benchmark.inp 22 $processes $SLURM_NTASKS # Single node
   rungms-dev-02 $benchmark.inp 22 $processes $SLURM_JOB_NUM_NODES # Cross node

kde processes je počet párov výpočtových procesov a dátových serverov, zvolený ako polovica požadovaného počtu MPI rankov.

Viac informácií o týchto benchmarkoch nájdete na nasledujúcej stránke.

Info

Jednouzlové benchmarky boli spustené na lokálnom NVMe disku /work/, ktorý je integrovaný

do každého výpočtového uzla a je zvyčajne rýchlejší než zdieľané súborové systémy /home/ a /scratch/.

OpenMP

Aktuálna verzia GAMESS-US je skompilovaná bez podpory OpenMP. Najlepší výkon sa teda dosiahne maximálnym počtom MPI rankov, z ktorých každý beží na jednom OMP vlákne (export OMP_NUM_THREADS=1). Nasledujúce metódy sú vláknené v OpenMP-vláknenej verzii GAMESS-US:

   * HF (see INTOMP in $INTGRL)
   * DFT (see BFCTYP in $DFT)
   * RI-MP2 (see CODE=OMPRIMP2 in $MP2)
   * RI-CC (see CCERI=RI in $CCINP)

Používatelia sa môžu obrátiť na Devana support tím cez OSticket s cieľom skompilovať OpenMP-vláknenu verziu GAMESS-US.

Benchmarky boli zmerané pre nasledujúce systémy:

Klaster vody - CCSD (406 funkcií báz)

Tento súbor bol použitý ako vstupný súbor pre tento benchmark:

??? Example "Vstupný súbor GAMESS US"

$CONTRL EXETYP=RUN $END
$SYSTEM PARALL=.T. $END
$SYSTEM MWORDS=35 $END
$SYSTEM MEMDDI=2050 $END
$CONTRL SCFTYP=RHF MULT=1 ICHARG=0 ISPHER=1 $END
$CONTRL CCTYP=CCSD $END
$CONTRL RUNTYP=ENERGY $END
$CONTRL MPLEVL=0 $END
$CONTRL MAXIT=100 $END
$CONTRL SCFTOL=1.0E-6 $END
$SCF DIRSCF=.T. $END
$BASIS GBASIS=CCT $END
$STATPT NSTEP=1000 OPTTOL=0.0001 $END
$DATA
water clusters : 7H2O : CCT : OPTTOL=0.000005
C1
O           8.0  -3.0951758970   1.4244379757   0.5546440044
H           1.0  -3.1132340930   1.7058531514   1.4514871489
H           1.0  -3.2171627203   0.4833128188   0.5677551650
O           8.0   1.8527753162  -2.0605988894   0.5412044663
H           1.0   1.8458518291  -2.3994661322   1.4181963505
H           1.0   2.4340277114  -1.3056538575   0.5483267285
O           8.0  -3.0322235143  -1.4657462889   0.4468861586
H           1.0  -2.2193470014  -1.6406818026  -0.0098969892
H           1.0  -3.6821411623  -2.0316005083   0.0711846541
O           8.0   1.8818017736   2.4407567650  -0.2574576978
H           1.0   1.0230359799   2.1475794541  -0.5498033506
H           1.0   1.7626702940   3.2912262126   0.1238270481
O           8.0  -0.6219683444   1.3936014389  -1.0554643774
H           1.0  -1.4169644660   1.5651233331  -0.5689408435
H           1.0  -0.5731238259   0.4536549811  -1.1397887993
O           8.0  -0.4787282639  -1.6665647844  -0.9652905728
H           1.0  -0.3333249277  -2.1227446106  -1.7751178465
H           1.0   0.2940158154  -1.8222875454  -0.4266008700
O           8.0   3.4713890637   0.2595624564   0.5832230041
H           1.0   4.2571294158   0.3150784811   0.0698152035
H           1.0   2.9607770170   1.0351473513   0.3718614149
$END

Výkon na jednom uzle        | Výkon na viacerých uzloch
:------------------------------:|:----------------------------:
![GAMESS_single_node_perf](../../img/shared/GAMESS_single_node_perf_7CH2_ccsd.png "Výkon GAMESS na jednom uzle pre benchmark klastru vody") | ![GAMESS_cross_node_perf](../../img/shared/GAMESS_cross_node_perf_7CH2_ccsd.png "Výkon GAMESS na viacerých uzloch pre benchmark klastru vody")

Dimér uracilu - MP2 (592 funkcií báz)

Tento súbor bol použitý ako vstupný súbor pre tento benchmark:

??? Example "Vstupný súbor GAMESS US"

$CONTRL EXETYP=RUN $END
$SYSTEM PARALL=.T. $END
$SYSTEM MWORDS=20 $END
$SYSTEM MEMDDI=425 $END
$CONTRL SCFTYP=RHF MULT=1 ICHARG=0 ISPHER=1 $END
$CONTRL RUNTYP=ENERGY $END
$CONTRL MPLEVL=2 $END
$CONTRL MAXIT=100 $END
$CONTRL SCFTOL=1.0E-6 $END
$SCF DIRSCF=.T. DIIS=.T. SOSCF=.F. FDIFF=.F. $END
$BASIS GBASIS=CCT $END
$STATPT NSTEP=1000 OPTTOL=0.0001 $END
$MP2 CODE=DDI $END
$DATA
s66 : uracil-uracil-bp : CCT
C1
N           7.0  -0.7944836073   0.0905672677   0.0046743582
H           1.0   0.2075257380   0.1619793783   0.0075434119
C           6.0  -1.3360739618  -1.1709702424   0.0035065790
O           8.0  -0.6330229139  -2.1449547370   0.0068940602
C           6.0  -2.7908134227  -1.2229697897  -0.0018639168
H           1.0  -3.2686484844  -2.1776995565  -0.0032052477
C           6.0  -3.4708979523  -0.0831598034  -0.0051825813
H           1.0  -4.5421560426  -0.0526506893  -0.0091567400
N           7.0  -2.8493283081   1.1285757646  -0.0033414517
H           1.0  -3.3685689867   1.9729209686  -0.0054689401
C           6.0  -1.4832625834   1.2735906338   0.0016606533
O           8.0  -0.9620325019   2.3391355672   0.0031653892
N           7.0   4.2018660992  -1.1210396359  -0.0014091181
H           1.0   4.6360528447  -0.2262373154  -0.0026479206
C           6.0   5.0442579041  -2.2255520957  -0.0053103343
O           8.0   6.2243233553  -2.0798000489  -0.0099674047
C           6.0   4.3404602067  -3.5021690622  -0.0032483849
H           1.0   4.9155195753  -4.4019930098  -0.0057928018
C           6.0   3.0126973471  -3.5046367497   0.0017970105
H           1.0   2.4407943422  -4.4108048882   0.0034485759
N           7.0   2.2728262799  -2.3580078924   0.0052933922
H           1.0   1.2719684369  -2.3835498647   0.0079100579
C           6.0   2.8401512444  -1.1239273372   0.0037002438
O           8.0   2.1971244985  -0.1117780269   0.0066034921
$END

Výkon na jednom uzle        | Výkon na viacerých uzloch
:------------------------------:|:----------------------------:
![GAMESS_single_node_perf](../../img/shared/GAMESS_single_node_perf_uracil_mp2.png "Výkon GAMESS na jednom uzle pre benchmark diméru uracilu") | ![GAMESS_cross_node_perf](../../img/shared/GAMESS_cross_node_perf_uracil_mp2.png "Výkon GAMESS na viacerých uzloch pre benchmark diméru uracilu")

Cholesterol - PBE0 (1484 funkcií báz)

Tento súbor bol použitý ako vstupný súbor pre tento benchmark:

??? Example "Vstupný súbor GAMESS US" $DATA misc C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H $END

GAMESS¶

Popis¶

Oficiálna dokumentácia¶

Dostupné verzie¶

GAMESS Benchmark¶

Príklad spúšťacieho skriptu¶