QE-ralex计算耗时过高求助

钱慧璇

     各位老师好，本人用QE对Fe（110）表面吸附胆碱分子（共57个原子）进行优化耗时过高已算18小时（36核机子，指定24核进行计算）先前已搭建2层Fe（110）进行优化计算，5小时就能算完，结果收敛。不明白为什么加了几个分子就算的这么费劲了，还请大家帮忙分析指出问题
1. 输入文件是否需要修改，萌新一枚还需要多多学习
2. 关于K点的设置一直不明白该如何设置，本人只想优化后进行自洽计算，得到分子和表面的结合能
3. 看结果已经得到 ！total energy =   ，为何又进行了几次计算，一直没结束 Fe-Ch.opt.out (131.29 KB, 下载次数 Times of downloads: 13)

2020-9-1 09:30 上传 Uploaded

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输入文件如下：
&CONTROL
    calculation   = "relax"
    forc_conv_thr =  1.00000e-03
    max_seconds   =  1.72800e+05
    nstep         = 100
    outdir        = "./out/"
    prefix        = "Fe"
    pseudo_dir    = "./pseudo/"
/

&SYSTEM
    a                         =  8.54435e+00
    b                         =  1.20835e+01
    c                         =  2.20139e+01
    degauss                   =  1.00000e-02
    ecutrho                   =  7.20000e+02
    ecutwfc                   =  7.10000e+01
    ibrav                     = 8
    nat                       = 57
    nbnd                      = 560
    nspin                     = 2
    ntyp                      = 5
    occupations               = "smearing"
    smearing                  = "gaussian"
    starting_magnetization(1) =  2.00000e-01
/

&ELECTRONS
    conv_thr         =  1.00000e-06
    electron_maxstep = 200
    mixing_beta      =  4.00000e-01
    startingpot      = "atomic"
    startingwfc      = "atomic+random"
/

&IONS
    ion_dynamics = "bfgs"
/

&CELL
/

K_POINTS {gamma}

ATOMIC_SPECIES
Fe     55.84500  Fe.pbe-spn-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
C      12.01070  C.pbe-n-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
O      15.99940  O.pbe-n-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
H       1.00794  H.pbe-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
N      14.00674  N.pbe-n-rrkjus_psl.1.0.0.UPF

ATOMIC_POSITIONS {angstrom}
Fe      1.424026   0.000000   3.199978
Fe      0.000000   2.013858   3.199969
Fe      0.000000   0.000000   1.281726  0 0 0
Fe      1.424058   2.013922   1.281726  0 0 0
Fe      1.424028   4.027940   3.199913
Fe      0.000000   6.041766   3.199919
Fe      0.000000   4.027844   1.281726  0 0 0
Fe      1.424058   6.041766   1.281726  0 0 0
Fe      1.424028   8.055592   3.199913
Fe      0.000000  10.069675   3.199969
Fe      0.000000   8.055688   1.281726  0 0 0
Fe      1.424058  10.069611   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174   0.000000   3.199966
Fe      2.848090   2.013858   3.199947
Fe      2.848116   0.000000   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174   2.013922   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174   4.027940   3.199908
Fe      2.848090   6.041766   3.199903
Fe      2.848116   4.027844   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174   6.041766   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174   8.055592   3.199908
Fe      2.848090  10.069675   3.199947
Fe      2.848116   8.055688   1.281726  0 0 0
Fe      4.272174  10.069611   1.281726  0 0 0
Fe      7.120322   0.000000   3.199978
Fe      5.696258   2.013858   3.199947
Fe      5.696232   0.000000   1.281726  0 0 0
Fe      7.120290   2.013922   1.281726  0 0 0
Fe      7.120320   4.027940   3.199913
Fe      5.696258   6.041766   3.199903
Fe      5.696232   4.027844   1.281726  0 0 0
Fe      7.120290   6.041766   1.281726  0 0 0
Fe      7.120320   8.055592   3.199913
Fe      5.696258  10.069675   3.199947
Fe      5.696232   8.055688   1.281726  0 0 0
Fe      7.120290  10.069611   1.281726  0 0 0
N       5.207106   6.379566   9.490652
C       4.458808   5.274458   8.788986
H       4.466925   5.504868   7.722789
H       5.027292   4.356460   8.939624
C       5.344448   6.105289  10.970915
H       5.871006   6.956905  11.405325
H       4.352568   6.009537  11.406872
H       5.934319   5.200383  11.106221
C       4.542290   7.719280   9.299953
H       3.583093   7.721465   9.812374
H       5.197316   8.476850   9.734927
H       4.399315   7.890241   8.233444
C       6.592575   6.454392   8.891952
H       6.498674   6.693765   7.833590
H       7.072934   5.487661   9.021847
H       7.378590   7.242216   9.160463
C       3.015406   5.040035   9.222742
H       2.962920   4.724101  10.270916
H       2.410084   5.946501   9.101761
O       2.572384   4.009714   8.353457
H       1.673974   3.758595   8.592521

卡开发发

Zhang2023 发表于 2023-11-3 14:52
&CONTROL
    calculation='scf', disk_io='low', prefix='pwscf',
    pseudo_dir='./', outdir='./tm ...

综合你得k点和上面的提示，你得k点太密集了，可能需要降低一些，也许你可以测试一下，如果精度够用应该不需要这么密集的k。

Zhang2023

Zhang2023 发表于 2023-11-3 14:50
Electron-phonon coefficients
&inputph
  tr2_ph=1.0d-10,

&CONTROL
    calculation='scf', disk_io='low', prefix='pwscf',
    pseudo_dir='./', outdir='./tmp', verbosity='high'
    tprnfor=.true., tstress=.true., forc_conv_thr=1.0d-5
/
&SYSTEM
    ibrav= 2,
    celldm(1) = 9.2083,
    nat= 1, ntyp= 1,
    occupations = 'smearing', smearing = 'mp', degauss = 2.5d-2
    ecutwfc= 50, ecutrho = 500,
    la2F=.true.
/
&ELECTRONS
    conv_thr = 1.0d-9,
    mixing_beta = 0.7d0,
    diagonalization = 'david'
/
&IONS
    ion_dynamics='damp'
/
&CELL
   press = 0.00 ,
   press_conv_thr=0.1
   cell_dynamics = 'bfgs' ,
/
ATOMIC_SPECIES
Pb  207.2 Pb.pz-dn-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
Pb       0.000000000   0.000000000   0.000000000
K_POINTS {automatic}
36 36 36 0
这是声子计算前的自洽

Zhang2023

卡开发发 发表于 2023-11-2 23:56
看下你的输入文件？

Electron-phonon coefficients
&inputph
  tr2_ph=1.0d-10,
  prefix='pwscf',
  fildvscf='pbdv',
  amass(1)=207.2,
  outdir='./tmp',
  fildyn='pb.dyn',
  electron_phonon='interpolated',
  el_ph_sigma=0.005,
  el_ph_nsigma=10,
  trans=.true.,
  ldisp=.true.
  nq1=4, nq2=4, nq3=4
/
上面是声子计算输入文件

卡开发发

Zhang2023 发表于 2023-11-2 20:40
卡老师，可以问您一个问题吗，声子计算这样报错Error in routine set_kplusq (23976):
     too many k  ...

看下你的输入文件？

Zhang2023

卡开发发 发表于 2020-9-10 03:26
0、事实上这个计算速度也是正常范围的。你的体系分子吸附导致计算时间增加我认为：（1）分子的结构可能比较 ...

卡老师，可以问您一个问题吗，声子计算这样报错Error in routine set_kplusq (23976):
     too many k points，应该怎么解决啊

追翔少年

有个问题呀，SSSP里面Fe的推荐ecutwfc不是90吗？虽然说赝势里面推荐最低是71Ry，可是据说太小的Ry会造成收敛缓慢，你可以试试加大到90

钱慧璇

卡开发发 发表于 2020-9-10 03:26
0、事实上这个计算速度也是正常范围的。你的体系分子吸附导致计算时间增加我认为：（1）分子的结构可能比较 ...

谢谢老师

钱慧璇

风飞 发表于 2020-9-10 01:14
建议减小ecutwfc和ecutrho试试
此外可以把max seconds  删除了，如果你写了这个，若计算运行超过这个时间 ...

谢谢老师的回复

卡开发发

0、事实上这个计算速度也是正常范围的。你的体系分子吸附导致计算时间增加我认为：（1）分子的结构可能比较柔性，所需优化结构这个过程要的步数比较多，而纯金属体系不需要那么多（因为Fe110是稳定面，重构不太严重）；（2）平面波方法对占据电子数应该是N^2标度左右，原子数多的时候计算量增加也比较快。

1、要改善的话可以根据上述两点从原理出发来改善：
a、针对构型优化：
（1）可以把分子的初始结构手工摆成更合理（当然这个需要一些经验）；
（2）可以选用合适的优化方法，比如可以收敛精度（不是动能截断或k点）放宽，用bfgs_ndim=1优化，达到较低的收敛标准后增加bfgs_ndim（经验上4左右会比较合理，看势能面平缓程度酌情增加），这等同于先在低收敛标准的计算使用普通的BFGS，再使用GDIIS的方法加速来达到较高的收敛标准；
b、针对效率：
（1）酌情放宽计算精度。这个指的是最好好好做个收敛性测试来确定保证可靠的最低标准是什么。以我经验，Fe吸附C H N O之类的体系动能截断一般不用70 Ry这么大，当然最好是通过测试再决定而不是主观任意取。
（2）酌情使用非半芯态的软赝势。一般PSLib的赝势文件内都有电子数和推荐的cutoff的信息，可以选择不包含次外层电子赝势和动能稍低的赝势，但要注意的是使用这些赝势（尤其是表面和分子这种开放体系）最好进行测试，一般这些赝势可移植性比较差，个别体系可能会出问题。

2、k点的选取，对于QE初学者来说，简化一些可以根据这样的原则，对非能带的计算直接考虑automatic，取值通过收敛性测试获得（有小到大进行测试）。晶格参数比较大的体系或分子（需要放在较大的空格子）的体系可以考虑gamma。

3、构型优化的每一步都是要进行自洽场计算，得到当前结构的SCF能量（函数）和对应的力（导数），然后通过优化算法算出下一步的移动方向和步长，加到原有的结构上产生新的结构，直至能量、力等达到阈值结束循环。

风飞

建议减小ecutwfc和ecutrho试试
此外可以把max seconds  删除了，如果你写了这个，若计算运行超过这个时间，可你的还没优化完，他就会自动停止