Page tree

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.

...

Służy do generowania tzw. plików cube programu Gaussian. Niezbędne jest dostarczenie (np. z przestrzeni storage'owej użytkownika) wygenerowanego wcześniej (np. w ogólnym eksperymencie InSilicoLab) pliku checkpoint z przechowanymi danymi obliczeń.

TeraChem

Eksperyment ten ułatwia użycie programu TeraChem służącego do wykonywania obliczeń kwantowochemicznych na kartach graficznych ogólnego przeznaczenia (GP GPU computing). Pozwala to na znaczne, nawet kilkunastokrotne przyspieszenie niektórych obliczeń (w zależności od rozmiaru układu i stosowanej metody).

Anchor
aktywowanie
aktywowanie
Aktywowanie usługi

Aby skorzystać z usługi InSilicoLab for Chemistry należy aktywować ją w Portalu PL-Grid. Jest ona dostępna w katalogu usług w dziale "Platforma dziedzinowa: chemia"katalogu aplikacji i usług.

Dodatkowo, do wykonywania obliczeń kwantowochemicznych, wymagane jest aktywowanie usługi "Globalny dostęp gLite" dostępnej w katalogu usług w dziale "Usługi globalne". Aktywowanie tej usługi może się odbyć wyłącznie po zarejestrowaniu conajmniej co najmniej jednego certyfikatu osobistego w Portalu PL-Grid - informację na temat temat rejestracji oraz  oraz możliwości uzyskania certyfikatu można znaleźć w rozdziale "Aplikowanie, rejestracja i użycie certyfikatu" niniejszego Pierwsze kroki w Portalu Użytkownika" niniejszego podręcznika.

Uwaga: Zaraz po aktywowaniu usługi "Globalny dostęp gLite" informacje na temat konta użytkownika muszą zostać przekazane do infrastruktury - ten proces może trwać maksymalnie do 6 godzin. W tym czasie może nie być dostępna pełna funkcjonalność eksperymentów kwantowochemicznych (uruchamianie eksperymentów oraz pobieranie danych). Po spropagowaniu wszystkich danych pełna funkcjonalność systemu jest dostępna.

Wykonywanie obliczeń z użyciem pakietu TeraChem wymaga także aktywowania dodatkowych usług:

  • Dostęp do klastra ZEUS - Cyfronet
  • Dostęp do GPGPU - Cyfronet
  • PLG-Data: mini-usługa do zarządzania plikami na klastrze
  • Rimrock

Zwracamy również uwagę że, w związku z przejściem na nowy system scratch na maszynie Zeus, dla osób które używały starego systemu scratch, konieczne jest przełączenie na nowy. Sprawdzenia, który system jest używany można dokonać wyświetlając zmienną $SCRATCH (echo $SCRATCH) - powinna ona wskazywać /mnt/lustre/scratch2/people/<nazwa_użytkownika>. Przełączenia na nowy system scratch można dokonać w następujący sposób:

  1. Należy zalogować się przy użyciu ssh na maszynę zeus.cyfronet.pl (nazwa użytkownika i konta jest tożsama z użytkownikiem i kontem w portalu http://portal.plgrid.pl)
  2. Usunąć plik ~/.zeusoldscratch (rm ~/.zeusoldscratch)
  3. Zalogować się ponownie
  4. Sprawdzić czy zmienna $SCRATCH wskazuje właściwą lokalizację (echo $SCRATCH) - /mnt/lustre/scratch2/people/<nazwa_użytkownika> 

Informacje dotyczące usług i ich aktywowania można znaleźć w rozdziale "Usługi" niniejszego podręcznika podręczniku użytkownika.

Pierwsze kroki

Należy połączyć się z serwerem usługi

httphttps://insilicolab.chemia.plgrid.pl/

Po wejściu do usługi, otwiera się ekran. Jeśli nie byliśmy wcześniej zalogowani do usługi, dostępny jest dla nas jedynie ekran anonimowego użytkownika. Logowanie do własnego konta następuje po przyciśnięciu przycisku Log in... i jest możliwe jest na dwa sposoby:

...

Po połączeniu się z serwerem usługi

httphttps://insilicolab.chemia.plgrid.pl


przejściu do portalu InSilicoLab i skonfigurowaniu proxy (patrz Pierwsze kroki) z menu Create a new experiment wybieramy pozycję Trajectory Sculptor. W przeglądarce otworzy się karta eksperymentu pozwalającego przygotować dane do obliczeń kwantowochemicznych poprzez wycięcie wybranych fragmentów układu z ramek trajektorii dynamiki molekularnej.

...

Zwróćmy uwagę, że w polu Results podawana jest energia na poziomie HF SCF, zatem aby odczytać interesującą nas energię w metodzie MP2 należy obejrzeć output programu, lub (wygodniej) odczytać wartość z pliku parsed_data.xml ("MP2 energy"):

Obliczenia kwantowochemiczne na GPU (program TeraChem)

Dostępny na klastrze Zeus program TeraChem pozwala na przyspieszenie części typowych obliczeń kwantowochemicznych poprzez wykonywanie ich na kartach graficznych NVidia.

Uwaga: aby móc skorzystać z obliczeń TeraChemem, należy aktywować dodatkowe usługi - patrz rozdział Aktywowanie usługi.

Szablon odpowiedniego eksperymentu wywołuje się klikając nazwę TeraChem w głównym menu.

Image Added

Parametry możliwe do ustawienia w eksperymencie to:

  • Coordinates file - pozwala na załadowanie pliku w formacie xyz zawierającego geometrię układu
  • Basis - baza funkcyjna żądana w obliczeniach
  • Charge - całkowity ładunek układu
  • Multiplicity - multipletowość układu
  • Spin restriction - typ obliczeń restricted lub unrestricted. W przypadku, gdy multipletowość jest większa od 1, wybór typu restricted oznacza uruchomienie obliczeń restricted open-shell.
  • Method - metoda kwantowochemiczna. Możliwe jest wykonywanie obliczeń metodą Hartree-Focka lub obliczeń DFT z użyciem różnych funkcjonałów
  • Dispersion - pozwala uwzględnić w obliczeniach empiryczną poprawkę dyspersyjną Grimmego (w wersji D2 lub D3)
  • Calculation type - rodzaj obliczeń: obliczenia energii (single point), optymalizacja geometrii, poszukiwanie stanu przejściowego, dynamika Borna-Oppenheimera, obliczenie energii i gradientu oraz projekcja funkcji falowej
  • QM/MM - zaznaczenie tej opcji pozwala na uwzględnienie wody traktowanej metodą mechaniki molekularnej
  • Additional parameters - pole pozwalające na podanie innych słów kluczowych programu
  • GPU count - liczba kart graficznych, na których ma zostać uruchomiony program (od 1 do 8)
  • Use a non-default grant - standardowo obliczenia wykonywane są w ramach zasobów z domyślnego grantu użytkownika PL Grid. Zaznaczenie tej opcji pozwala na podanie nazwy innego grantu obliczeniowego użytkownika

Jeśli jako Calculation type wybrano Born-Oppenheimer Dynamics, w dodatkowych polach zadaje się:

  • Maximum steps - liczbę kroków dynamiki
  • Initial temperature - temperaturę określającą początkowy rozkład prędkości
  • Thermostat temperature - temperaturę, która ma być utrzymywana w trakcie obliczeń
  • Temperature control - sposób utrzymywania zadanej temperatury: termostat Langevina lub skalowanie prędkości

Wybór opcji QM/MM pozwala na wykonanie obliczeń, w których część układu traktowana jest na poziomie wybranej metody kwantowochemicznej a otaczające ją cząsteczki wody opisywane są mechaniką molekularną w parametryzacji TIP3P. W takim przypadku należy użyć listy TIP3P water molecules do załadowania pliku xyz z geometrią cząsteczek wody (część kwantowochemiczna zdefinowana jest przez plik podany w Coordinates file). Cząsteczki wody w pliku zapisywane są kolejno, atomy cząsteczki muszą być podawane w kolejności OHH.

W poniższym przykładzie zażądano wykonania 1000 kroków symulacji dynamiki Borna-Oppenheimera z początkową temperaturą 350 K oraz żądaną temperaturą układu 350 K utrzymywaną przez termostat Langevina. Wybrano kombinowaną metodę QM/MM. Geometria kwantowochemicznej części układu zawarta jest w pliku mc1.xyz, jej ładunek i multipletowość wynoszą 0 i 1. Obliczenia kwantowochemiczne mają zostać wykonane metodą RB3LYP w bazie 6-31G z uwzględnieniem poprawki dyspersyjnej D3. Gęstość gridu używanego w obliczeniach DFT ustawiono na poziomie 2. Kwantowochemiczna część układu otoczona jest cząsteczkami wody TIP3P o początkowej geometrii zadanej w plikumc1-w.xyz. Obliczenia mają być wykonane z użyciem 8 kart GPU w ramach domyślnego grantu użytkownika.

Image Added

Kliknięcie przycisku Run powoduje przesłanie zadania do wykonania na klastrze Zeus.

Po zakończeniu obliczeń użytkownik ma możliwość pobrania pliku log (output programu TeraChem) oraz pliku tar z zawartością katalogu scr (pozostałe pliki wynikowe tworzone przez program).

Gdzie szukać dalszych informacji?