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第一原理計算について

第一原理計算について

VASPのインストール方法 (2021/6/14現在)

参考:第一原理計算パッケージVASPの環境構築 (ほぼ、この通り。)

基本要件

  • OS: Ubuntu 20.04LTS
  • Compiler: Intel oneAPI Toolkit (学生ならば無償らしい)
  • VASP: VASP 6.x (ライセンスは別途購入の必要がある)
  • 並列計算: MPIによるCPU並列計算(GPU計算はしない)
  • Intel oneAPI Toolkitのインストール

  • ツールキットをインストールするキーを取得する
  • wget https://apt.repos.intel.com/intel-gpg-keys/GPG-PUB-KEY-INTEL-SW-PRODUCTS.PUB

  • キーを登録する
  • sudo apt-key add GPG-PUB-KEY-INTEL-SW-PRODUCTS.PUB

  • intelリポジトリを使用するためaptを構成する
  • echo "deb https://apt.repos.intel.com/oneapi all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/oneAPI.list

  • コンポーネントをアップグレード
  • sudo apt update

  • Base toolkitをインストールする
  • sudo apt install intel-basekit
    *VASPで必要なC++もインストールされる. 結構時間がかかる.

  • ハイパフォーマンス?コンピューターキットをインストール
  • sudo apt install intel-hpckit
    *マスカーネルライブラリ(MKL)やFortranコンパイラー等がインストールされる.

  • パスを通す
  • source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
    *oneAPIは, /opt/intel/oneapiにインストールされる.
    *念の為, which ifortで確認しておく.

    VASPのインストール

  • VASP Portalからアーカイブをダウンロード
  • https://www.vasp.at/vasp-portal/
    *UsernameとPasswordは, 山中が知っている.
    *最新は, vasp 6.2.1である.

  • アーカイブを展開し, ディレクトリを移動
  • tar -xzvf vasp.6.2.1.tar.gz
    cd vasp.6.2.1

  • makefileを作成
  • cp arch/makefile.include.linux_intel makefile.includ

  • makefile.includeを編集
  • (1) 1コアあたりのキャッシュの大きさを設定する.
    3行目あたりの, -DMPI_BLOCK=32000 の箇所を, 使用するCPUのL1キャッシュに合わせて変更する.
    L1キャッシュの大きさは, https://en.wikichip.org/wiki/WikiChipで調べることができる.
    例えば, Intel Xeon Gold5220Rの場合, L1キャッシュは 768 kBであるので
    -DMPI_BLOCK=768000
    と設定する.
    次に, 1行下の -DCACHE_SIZE=16000 を上記L1キャッシュの半分の値とする. 上記の例ならば
    -DCACHE_SIZE=384000
    と設定する.

    (2)コンパイル時の最適化オプションを設定する.
    OFLAG = -O2 の箇所を, OFLAG = -O3 -xSKYLAKE-AVX512 に変更する.
    * OFLAG = -O2のままでもOKである.

    (3)GPU関連の行を全てコメントアウトする.

  • ビルドする
  • make all
    * 結構時間がかかるので, 待つ. これで, buildディレクトリに, vasp ができていれば, ビルド(インストール)成功である.

  • スタックメモリの上限を解放する
  • ulimit -sunlimited

  • テストを実行する
  • 水分子(H2O)の構造緩和計算を行う.
    https://www.vasp.at/wiki/index.php/H2Oにある, H2O.tarをダウンロードする.
    ダウンロードしたファイル(H2Oというフォルダ名とする)を, vaspのフォルダに入れる.
    ?vasp6.2.1?build?stdにあるvaspをコピーし, H2Oフォルダにペーストする.
    H2Oフォルダ内にて, ターミナルで,
    ./vasp
    とすれば, シリアル実行される.
    mpirun -np 4 ./vasp
    などとすれば, 並列実行される.
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