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[CP2K] 自己测试例子cp2k与VASP运行速度对比发现cp2k计算时间更长怎么修改cp2k输入文件

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问题现象描述:
各位好,我最近自己分别用cp2kVASP跑了一个HSiC四面体间隙中的间隙形成能的例子,想要测试一下cp2k对比VASP的计算速度,两个计算都考虑了自旋,且K点为4*4*4,晶胞加上H一共有65个原子,cp2k采用的是DZVP-MOLOPT-SR-GTH基组以及GTH-PBE赝势,cp2k输入文件通过Multwfn直接产生,几乎没怎么修改(初步结构优化,后续还用TZVP-MOLOPT-GTHTZV2P-MOLOPT-GTH基组做了能量计算,能量和VASP对得上),然而目前这一步cp2k耗时1069秒,VASP只用了377秒,cp2k采用cp2k.popt提交,两个计算都采用了36核提交
下面是结构以及cp2kVASP的主要的输入文件内容
问题:
1.现在cp2k用时比VASP用时高,是由于cp2kk点的支持问题吗,还是cp2kin文件有需要改进的地方
2.我现在采取的用DZVP-MOLOPT-SR-GTH结构优化之后,再用TZVP-MOLOPT-GTH进行能量计算的流程是否是合理的
输入文件(cp2kVASP)
cp2k:(结构部分省略)
   &KIND Si
     ELEMENT Si
      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q4
     POTENTIAL GTH-PBE
   &END KIND
   &KIND C
     ELEMENT C
     BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q4
     POTENTIAL GTH-PBE
   &END KIND
   &KIND H
     ELEMENT H
     BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q1
     POTENTIAL GTH-PBE
   &END KIND
&END SUBSYS
&DFT
   BASIS_SET_FILE_NAME  BASIS_MOLOPT
   POTENTIAL_FILE_NAME  POTENTIAL
#  WFN_RESTART_FILE_NAME SiC_222_HTsi-RESTART.wfn
   CHARGE    0 #Net charge
   MULTIPLICITY    2 #Spinmultiplicity
   UKS
   &KPOINTS
     SCHEME MONKHORST-PACK  4  4  4
   &END KPOINTS
   &QS
     EPS_DEFAULT 1.0E-12 #Set all EPS_xxx to values such that the energy willbe correct up to this value
     #EXTRAPOLATION USE_PREV_P #Use converged density matrix of last geometryas initial guess
   &END QS
   &POISSON
     PERIODIC XYZ #Direction(s) of PBC for calculating electrostatics
     PSOLVER PERIODIC #The way to solve Poisson equation
   &END POISSON
   &XC
     &XC_FUNCTIONAL PBE
     &END XC_FUNCTIONAL
   &END XC
   &MGRID
     CUTOFF  400
     REL_CUTOFF  55
   &END MGRID
   &SCF
     MAX_SCF 128
     EPS_SCF 1.0E-06 #Convergence threshold of density matrix of inner SCF
#    SCF_GUESS RESTART #Use wavefunction from WFN_RESTART_FILE_NAME file asinitial guess
     &DIAGONALIZATION
       ALGORITHM STANDARD #Algorithm for diagonalization. DAVIDSON is fasterfor large systems
     &END DIAGONALIZATION
     &MIXING #How to mix old and new density matrices
       METHOD BROYDEN_MIXING #PULAY_MIXING is also a good alternative
       ALPHA 0.4 #Default. Mixing 40% of new density matrix with the old one
       NBROYDEN 8 #Default is 4. Number of previous steps stored for the actualmixing scheme
     &END MIXING
     &PRINT
       &RESTART #Note: Use "&RESTART OFF" can preventgenerating .wfn file
         BACKUP_COPIES 0 #Maximum number of backup copies of wfn file. 0 meansnever
       &END RESTART
     &END PRINT
   &END SCF
&END DFT
&END FORCE_EVAL
&MOTION
&GEO_OPT
   TYPE MINIMIZATION #Search for minimum
   KEEP_SPACE_GROUP F #If T, then space group will be detected andpreserved
   OPTIMIZER BFGS #Can also be CG (more robust for difficult cases) orLBFGS
   &BFGS
     TRUST_RADIUS 0.2 #Trust radius (maximum stepsize) in Angstrom
#    RESTART_HESSIAN T #If read initial Hessian, uncomment this line andspecify the file in the next line
#    RESTART_FILE_NAME to_be_specified
   &END BFGS
   MAX_ITER 500 #Maximum number of geometry optimization
   MAX_DR 3E-3 #Maximum geometry change
   RMS_DR 1.5E-3 #RMS geometry change
   MAX_FORCE 4.5E-4 #Maximum force
   RMS_FORCE 3E-4 #RMS force
&END GEO_OPT
&PRINT
   &TRAJECTORY
     FORMAT xyz
   &END TRAJECTORY
   &RESTART
     BACKUP_COPIES 0 #Maximum number of backing up restart file, 0 means never
   &END RESTART
&END PRINT
&END MOTION

VASP
INCAR
SYSTEM = graphite cell
ISTART = 0
ICHARG = 2
IBRION = 2
ISIF = 2
ENCUT = 450
NELMIN = 2
NELM = 100
EDIFF = 1e-5
EDIFFG = -0.02
NSW = 100
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
ISPIN = 2
#MAGMOM = 92*2.5
#IVDW = 11
LCHARG = .F.
LWAVE = .F.
NPAR = 4
#KPAR = 4
KPOINTS
auto mesh
0
G
4 4 4
0 0 0

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-7-17 16:58:57 | 只看该作者 Only view this author
输入输出文件好像没有传上去

cp2k和VASP主要输入输出文件.zip

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发表于 Post on 2023-7-18 14:51:46 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 Eudaimonia 于 2023-7-18 14:52 编辑

1.你查看一下cp2k的输出文件就知道cp2k在第一轮SCF收敛的时候收敛速度过慢了,跑了128次SCF才接近收敛限导致计算时长很高(而vasp首次SCF迭代才16步);对inp文件的Mixing部分进行合理设置可以大幅度加快首轮SCF收敛(Alpha = 0.2, NBROYDEN = 12),但是看第二轮SCF收敛需要20次反而不如Multiwfn的默认设置

2.合理

另外有个问题,我的配置的双路E5 2696V3,128G内存,提交36C运行,cp2k版本和你一致,为什么计算速度差50%~100%,我检查了CPU温度和内存,都有大量余裕

Ini.out 是直接用你的inp提交的,change.out是改动以后提交的

change.out

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Ini.out

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发表于 Post on 2023-7-18 20:50:00 | 只看该作者 Only view this author
cp2k印象里在大体系里用gamma点会比vasp快很多

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发表于 Post on 2023-7-19 10:06:00 | 只看该作者 Only view this author
845417864 发表于 2023-7-18 20:50
cp2k印象里在大体系里用gamma点会比vasp快很多

大体系的话, VASP 也可以用 vasp_gam 只考虑 1 1 1 Gamma 点

本版积分规则 Credits rule

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