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CPMD的编译安装 1.1 CPMD简介 CPMD（Car-Parrinello Molecular Dynamics）是由IBM公司和马克斯-普朗克研究中心共同开发的一款用于对分子、原子和材料等研究的大型从头算模拟软件。对于非赢利的学术机构是可以免费提供源代码的，而对于商业组织则需要向官网申请许可。CPMD可以用来计算孤立体系和周期性边界(晶体等)体系的物理、化学性质；可以对体系做几何优化并寻找化学反应过渡态；还可以计算体系的激发态性质。因此，CPMD是一款功能强大的从头算科学模拟软件，广泛使用在材料物理、化学、大分子生物学的研究上。 官网：https://www.cpmd.org/wordpress/ 1.2 编译前的准备工作 1.2.1 源码包下载 非营利组织可以通过官网https://www.cpmd.org/wordpress/index.php/download/apply-for-a-license/申请下载，申请后官网提示Thank you for your submission, your request will be processed within approximately 2 working weeks.官网在接受许可协议后会发送下载说明。 本次通过申请后根据提示下载了cpmd-v4.3.tar.gz版本，还下载了测试包cpmd-test.tar.gz，标准的CPMD pseudo库 pseudo_std.tar.gz ，Goedecker 赝势库Goedecker.tar.gz。 tar zvxf cpmd-v4.3.tar.gz 编译并行版本需要MPI、FFTW、BLAS和LAPACK。其中，BLAS、LAPACK也可以用MKL替代。本次编译是Intel编译器+IntelMPI+FFTW3+MKL方式。 1.2.2 Intel编译器、IntelMPI和MKL编译安装 首先，需要编译好Intel编译器、IntelMPI和MKL，编译方式参考第章。 编译完成后在环境变量中添加以下语句： source /public/home/jinnzh/intel/bin/compilervars.sh intel64 export PATH=/public/home/jinnzh/intel/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/lib/intel64:$LD_LIBRARY_PATH export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/include:$INCLUDE ###### impi #### export PATH=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/lib:$LD_LIBRARY_PATH export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/impi/2019.5.281/intel64/include:$INCLUDE ###### intel MKL ###### export PATH=/public/home/jinnzh/intel/mkl/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/intel/mkl/lib/intel64:$LD_LIBRARY_TATH export INCLUDE=/public/home/jinnzh/intel/mkl/include:$INCLUDE 1.2.3 用icc编译FFTW3 从http://www.fftw.org/下载fftw-3.3.8.tar.gz。 tar -zvxf fftw-3.3.8.tar.gz 编译双精度版本 首先查看configure文件中的参数： ./configure --help 默认FFTW编译生成double类型，加入参数“--enable-single”或“--enable-float”编译单精度(float)，加入参数“--enable-long-double”支持长双进度类型。 ./configure --prefix=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double --enable-threads --enable-mpi CC=icc MPICC=mpiicc F77=mpiifort --enable-openmp --enable-avx2 --enable-shared make make install 编译完成，在/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double目录下生成相关文件。 配置环境变量 vi .bashrc 添加以下语句： export PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/bin:$PATH export C_INCLUDE_PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/include:$C_INCLUDE_PATH export LD_LIBRARY_PATH=/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/lib:$LD_LIBRARY_PATH 保存退出，然后source .bashrc，配置完毕。 1.3 编译安装 1.3.1 生成Makefile并修改相应配置 cd CPMD/ 输入./configure.sh --help 可以查看那些platform可用，选取合适的platform，适合本次编译的LINUX-X86_64-INTEL-IMPI-FFTW，然后输入： ./configure.sh LINUX-X86_64-INTEL-IMPI-FFTW 生成了Makefile文件。 vi Makefile 将以下部分内容做修改： FFLAGS = -O2 -I$(MKLROOT)/include/fftw -axMIC-AVX512 -free -I${SRCDIR} -I${OBJDIR} LFLAGS = -static-intel -mkl=sequential -axMIC-AVX512 -lfftw3_mpi CFLAGS = -O2 -I${SRCDIR} NVCCFLAGS = -I${SRCDIR} CPP = /usr/bin/cpp -P -traditional CPPFLAGS = -D__Linux -D__HAS_FFT_FFTW3 -D__PARALLEL -DLINUX_IFC -D__HASNT_OMP_45 \ -D__HASNT_F03_EXECUTE_COMMAND_LINE -D__HASNT_F08_ISO_FORTRAN_ENV -I${SRCDIR} -D'SVN_REV="4610"' NOOPT_FLAG = -O1 CC = mpiicc FC = mpiifort -cpp LD = mpiifort -cpp NVCC = AR = /usr/bin/ar ruv RANLIB = /usr/bin/ranlib 修改为： FFLAGS = -O2 -I$(MKLROOT)/include/fftw -axMIC-AVX512 -free -I${SRCDIR} -I${OBJDIR} LFLAGS = -static-intel -mkl=sequential -axMIC-AVX512 -L/public/home/jinnzh/fftw3/intelmpiicc-double/lib -lfftw3_mpi CFLAGS = -O2 -I${SRCDIR} NVCCFLAGS = -I${SRCDIR} CPP = /usr/bin/cpp -P -traditional CPPFLAGS = -D__Linux -D__HAS_FFT_FFTW3 -D__PARALLEL -DLINUX_IFC -D__HASNT_OMP_45 \ -D__HASNT_F03_EXECUTE_COMMAND_LINE -D__HASNT_F08_ISO_FORTRAN_ENV -I${SRCDIR} -D'SVN_REV="4610"' NOOPT_FLAG = -O1 CC = mpiicc FC = mpiifort -cpp LD = mpiifort -cpp NVCC = AR = /usr/bin/ar ruv RANLIB = /usr/bin/ranlib 主要是添加了fftw3的路径。 1.3.2 执行make make 编译完成，在/public/home/jinnzh/sourcecode/cpmd/CPMD目录下生成bin和lib文件夹。bin文件夹中有一个可执行程序cpmd.x，lib文件夹中有一个libcpmd.a的库文件。 1.4 添加环境变量 vi .bashrc 添加以下语句： export PATH=/public/home/jinnzh/sourcecode/cpmd/CPMD/bin:$PATH 保存退出。然后，source .bashrc，配置完毕。 1.5 测试 首先，解压缩下载的测试包cpmd-test.tar.gz。 tar zvxf cpmd-test.tar.gz 然后进入CPMD-test/文件夹。 cd CPMD-test/ cd std/c120/ mpirun -np 18 cpmd.x inp-1 > test1.log 计算结束，将测试包自带的结果文件out-1和本次计算结果文件test1.log做对比，结果显示，两者计算结果一致。 out-1中的内容如下： ELECTRONIC GRADIENT:
MAX. COMPONENT = 8.57421E-06 NORM = 1.39121E-07
NUCLEAR GRADIENT:
MAX. COMPONENT = 2.37003E-02 NORM = 3.03030E-03
TOTAL INTEGRATED ELECTRONIC DENSITY
IN G-SPACE = 480.000000
IN R-SPACE = 480.000000
(K+E1+L+N+X) TOTAL ENERGY = -673.74663075 A.U.
(K) KINETIC ENERGY = 480.59566392 A.U.
(E1=A-S+R) ELECTROSTATIC ENERGY = -609.61285996 A.U.
(S) ESELF = 638.30762328 A.U.
(R) ESR = 23.08431617 A.U.
(L) LOCAL PSEUDOPOTENTIAL ENERGY = -416.44286455 A.U.
(N) N-L PSEUDOPOTENTIAL ENERGY = 75.54394528 A.U.
(X) EXCHANGE-CORRELATION ENERGY = -203.83051543 A.U.
GRADIENT CORRECTION ENERGY = -7.89476700 A.U. test1.log中的内容如下： ELECTRONIC GRADIENT:
MAX. COMPONENT = 8.92653E-06 NORM = 1.22485E-07
TOTAL INTEGRATED ELECTRONIC DENSITY
IN G-SPACE = 480.0000000000
IN R-SPACE = 480.0000000000
(K+E1+L+N+X) TOTAL ENERGY = -673.74666237 A.U.
(K) KINETIC ENERGY = 480.59617332 A.U.
(E1=A-S+R) ELECTROSTATIC ENERGY = -609.61286750 A.U.
(S) ESELF = 638.30764864 A.U.
(R) ESR = 23.08431059 A.U.
(L) LOCAL PSEUDOPOTENTIAL ENERGY = -416.44235159 A.U.
(N) N-L PSEUDOPOTENTIAL ENERGY = 75.54293943 A.U.
(X) EXCHANGE-CORRELATION ENERGY = -203.83055603 A.U.
GRADIENT CORRECTION ENERGY = -7.89478099 A.U. 表明计算正常结束，编译安装完成。
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发表于 Post on 2021-5-10 15:41:26
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发表于 Post on 2021-5-11 05:56:46
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