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[算法与编程] 求助,SCF并行化方案

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楼主
我现在的程序实现了omp多线程计算,现在考虑使用MPI多进程并行,以支持多核计算。我想麻烦问一下各位大佬,psi4和pycf的并行是如何做的,我看pyscf的代码其C语言部分只用了omp。还有GAMESS,它的多线程使用的库好像不太一样。自洽场程序编写有专门的文献吗,如果有可以麻烦告诉一下吗,十分感激。

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发表于 Post on 2022-3-31 14:27:34 | 只看该作者 Only view this author
PSI4完全基于OpenMP
GAMESS-US的并行看最近的介绍原文J. Chem. Phys. 152, 154102 (2020); doi: 10.1063/5.0005188
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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发表于 Post on 2022-3-31 15:14:49 | 只看该作者 Only view this author
你说的没错,pyscf只用了omp。

omp够用了,为什么一定要mpi呢,想跨节点?

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发表于 Post on 2022-3-31 16:17:56 | 只看该作者 Only view this author
只有很大规模的计算才值得做MPI并行,如果要做大规模计算的话,建议把RI-J、FMM、MPEC、COSX之类的近似计算双电子项的算法实现一下,尤其是后两者是基于格点的方法,容易并行。如果能在已有方法基础上做一些改进,那还可以顺便发文章。

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Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=XW6C6eQAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1034/1702.htm
本团队长期招收研究生,有意者可私信联系

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发表于 Post on 2022-3-31 16:29:33 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-3-31 16:17
只有很大规模的计算才值得做MPI并行,如果要做大规模计算的话,建议把RI-J、FMM、MPEC、COSX之类的近似计算 ...

MPEC是啥?
自动做多参考态计算的程序MOKIT

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发表于 Post on 2022-3-31 16:52:26 | 只看该作者 Only view this author

multipolar expansion Coulomb,是BDF做Coulomb项的方案,和Dmol的原理比较接近,就是把原子密度做Becke划分,近似为原子中心多极矩的贡献之和,在实空间格点上算Coulomb potential,再在实空间格点上和基函数做contraction
Zikuan Wang
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发表于 Post on 2022-3-31 17:01:58 | 只看该作者 Only view this author

10.1063/1.458452
日常打哑谜&&探寻更多可能。
原理问题不公开讨论,非商业性质讨论欢迎私聊。不做培*,不接代*,不接*发谢谢。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-3-31 17:22:20 | 只看该作者 Only view this author
谢谢各位,我所在的课题组是做EDA的,老师觉得GAMESS的效率拖累了EDA的效率,所以想重新写一个自洽场。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-3-31 17:26:33 | 只看该作者 Only view this author
这个是我的代码

Direct SCF.zip

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发表于 Post on 2022-3-31 18:47:52 | 只看该作者 Only view this author
zha23 发表于 2022-3-31 10:26
这个是我的代码

还是得多写点注释。。。这种基本没啥注释的,隔时间长了你自己都看不懂。。。
你是做的conventional计算吗(预先算好所有积分,然后存着用)?这样有点太费内存了,如果只想做10~20原子的体系没啥问题,但是做大体系还是需要用integral direct算法,把产生积分的代码写到组装Fock矩阵的最里面那层loop里,需要哪个双电子积分就产生哪个,整个程序不涉及任何O(N^3)或O(N^4)的存储
Zikuan Wang
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-3-31 18:51:50 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-3-31 18:47
还是得多写点注释。。。这种基本没啥注释的,隔时间长了你自己都看不懂。。。
你是做的conventional计算 ...

不是,我是用的direct方法。

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发表于 Post on 2022-3-31 18:56:48 | 只看该作者 Only view this author
zha23 发表于 2022-3-31 17:22
谢谢各位,我所在的课题组是做EDA的,老师觉得GAMESS的效率拖累了EDA的效率,所以想重新写一个自洽场。

那可以直接依托现有的开源程序来做啊

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-3-31 19:24:17 | 只看该作者 Only view this author
pyscf中有一个参数我不明白,其积分中有一个为cache缓存的参数,但我不知道其作用是什么,以及怎么用
(*intor)(buf, NULL, shls, atm, natm, bas, nbas, env, cintopt, cache),这个参数是libcint中没有的

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发表于 Post on 2022-3-31 19:46:32 | 只看该作者 Only view this author
zha23 发表于 2022-3-31 11:51
不是,我是用的direct方法。

哦,看错了,我以为update_fock_rhf里的循环是主循环,原来只是循环一个shell quartet的
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
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发表于 Post on 2022-4-1 23:25:49 | 只看该作者 Only view this author
zha23 发表于 2022-3-31 17:22
谢谢各位,我所在的课题组是做EDA的,老师觉得GAMESS的效率拖累了EDA的效率,所以想重新写一个自洽场。

GAMESS效率好像就是不太行。不过我建议,不用自己写一个SCF,而是换用现有已知的做SCF很快的程序。这些程序用上了很多加速SCF的技巧,而要自己实现的话,就很麻烦,很花时间,甚至舍本求末了。
当然了,如果你的目标不仅是完成老师布置的任务,而是想自己从头写一个计算化学程序,那倒是自己发明轮子比较好。那样的话,我们可以多多交流。

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