求助：CP2K与Gromacs联用，如何提高计算速度

李放 · 发表于 Post on 2025-12-30 11:14:35

本帖最后由李放于 2025-12-30 11:39 编辑

在跑qmmm时，gmx grompp -f md-qmmm.mdp -c em.gro -p topol.top -n index.ndx -o md.tpr -qmi md_cp2k.inp
设mdp文件中dt                      = 0.002时出现以下警告导致报错
WARNING 1 [file topol.top, line 30]:
  The bond in molecule-type PROA between atoms 114 OH and 115 HH has an
  estimated oscillational period of 9.1e-03 ps, which is less than 5 times
  the time step of 2.0e-03 ps.
  Maybe you forgot to change the constraints mdp option.
后将dt                      = 0.0009可以正常生成md.tpr文件，但是这样导致步数增加后续计算时间延长（使用以下命令和附件中的文件，0.09ps跑了5个多小时，QM区域含61个原子，请问是否属于正常速度？）
命令：OMP_NUM_THREADS=8 mpirun -np 12 gmx mdrun -v -s md.tpr -deffnm md ，请问是否有方法可以加速（CPU为96×2）？gmx CPU调用情况如下图：

md-qmmm.mdp和md_cp2k.inp上传至附件

md_cp2k.inp (3.51 KB, 下载次数 Times of downloads: 6)

md-qmmm.mdp (4.54 KB, 下载次数 Times of downloads: 5)

beyond · 发表于 Post on 2026-1-1 07:40:53

本帖最后由 beyond 于 2026-1-1 08:01 编辑

QMMM, 步长一般都是1fs，或者0.5fs，因为QM atoms没法使用bonds constraints，
一天跑4-5 ps，速度还可以，2个节点的提速一般在30-50%，看你资源了

看了一下你的cp2k input，要提速的话，可以考虑以下：
1. NGRIDS 改为4，一般使用默认的就可以
2.  &OT
      MINIMIZER  CG # 用DIIS会快点
   &END OT
3. &CELL
   A 26.582 0.000 0.000
   B 0.000 26.582 0.000
   C 0.000 0.000 26.582
   PERIODIC XYZ
&END CELL

Gromacs/CP2K的默认QM box size一般偏大，QM 区域xyz最长边的1.5还是2.0倍的立方体，可以考虑缩小一点点，也可以提速一些
自己检查一下，QM box size xyz的两边各留出3 angstrom的空间就可以

4.  nstxout                = 1                      ; 每 100 步保存坐标数据
nstvout                = 1                      ; 每 100 步保存速度数据
nstlog                = 1                      ; 每 100 步输出日志
nstcalcenergy          = 1                      ; 每 100 步计算能量
nstenergy             = 1                      ; 每 100 步保存能量数据
nstxout-compressed    = 1                      ; 每 100 步保存压缩坐标数据

mdp中的这几个参数，也没有必要每步都输出，计算，可以改为5，或者10，不过估计提速也不会很大

问题：
1. cutoff = 300 Ry，可能偏小，需要benchmark一下，400，或者450，提高cutoff，并不会增加太多的计算量，
而QM box size对计算量更加敏感。。。
2. 体系中有一个Cu离子，这样的话，multiplicity不一定是1，需要检查一下，有可能需要用到UKS，那样速度估计要再降一半左右

李放 · 发表于 Post on 2026-1-4 18:10:49

beyond 发表于 2026-1-1 07:40
QMMM, 步长一般都是1fs，或者0.5fs，因为QM atoms没法使用bonds constraints，
一天跑4-5 ps，速度还可以 ...

好的，感谢解答。
2.  &OT
      MINIMIZER  CG # 用DIIS会快点
   &END OT
我开始是用的DISS，但是跑了一段时间就出现以下报错，然后改为的CG
*  [ABORT]
* \/
* Cholesky decomposition failed. Matrix ill conditioned ?
* |
* 0/|
*  /| |
* / / \
问题2. 体系中有一个Cu离子，这样的话，multiplicity不一定是1，需要检查一下，有可能需要用到UKS，那样速度估计要再降一半左右
关于Cu离子，multiplicity最初是设定为2，但是会出现不匹配报错，后续改为1正常运行，猜测可能是因为QM区域Cu的3个配位原子存在所影响。

beyond · 发表于 Post on 2026-1-8 00:10:08

李放发表于 2026-1-4 18:10
好的，感谢解答。
2. &OT
MINIMIZER CG # 用DIIS会快点

multiplicity, 不是这样试的，那个能跑选哪个
模拟开始前，就应该确定好，Cu2+是2， Cu+是1

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