量子化学Gaussian计算硬件配置方案

（一）量子化学计算如何选择硬件配置

由于分子的类型、体系和模拟算法，以及各种应用和精度要求，都有不同的计算特点，对计算机硬件（CPU、内存、硬盘、GPU）配置要求有很大的差异

，如何选择好服务器/工作站的硬件配置，提高计算速度，缩短求解时间，主要看用量子化学计算软件的算法，及做什么求解，因为算法和精度决定了计算特点和求解规模，合理的硬件配置，大大发挥机器性能，缩短求解时间，主要量子化学软件：Gaussian，GAMESS，MOLPRO，NWChem

1.1量子化学算法、精度与计算成本

1.2原子体系规模、算法及硬件配置特点

1.3高斯软件的多核并行计算测试

（1）基于Gaussian 09版本

这个测试分别用4核、8核、16核、32核、64核进行求解，从计算结果看，多核并行加速比很理想

（2）基于Gaussian 16版本多核并行计算测试

这个测试分别对8核、16核、32核、44核进行求解，从计算结果看，多核并行加速比到32核很理想，44核已经对求解没有多大提升了

数据来源： http://www.hpc.co.jp/benchmark20150706.html

1.4 量子化学计算硬件配置特点 （1）不同算法的并行计算的核数加速比有所差异，不完全是线性的

（2）最新CPU架构和提升频率，对缩短求解时间非常显著

（3）精度高求解计算量大，对CPU频率和核数、内存容量、硬盘io要求均有很高要求

数据来源：http://www.hpc.co.jp/chem/c_select_hardware.html

（4）核数与内存比例为 1:4最为理想

（5）支持Tesla K40或K80 的GPU计算，显存需12GB以上，但算法有局限性，同时性价比不好

（6）组成集群的计算节点配置最好采用4核~10核超高频，效率最高

（二）基于量子化学计算，UltraLAB完美硬件配置推荐

2.1 UltraLAB图形工作站机型介绍

UltraLAB是西安坤隆计算机科技有限公司推出的定制图形工作站品牌，经过多年发展，该产品拥有傲视群雄的三大领先优势：先进计算硬件架构、完整齐全行业应用定制方案、专业硬件系统优化技术，大幅超越同类的“图形工作站”产品，我们提供基于量子化学计算应用最快硬件架构产品系列

2.2 硬件配置参考

上述配置其显著特点，

（1）全部采用最新intel硬件架构

（2）提供不用规模的高效完美硬件配置，满足不同算法和精度计算需求

（3）每个配置架构，CPU频率达到极致，提升性能关键指标

（4）足够多核数，并行存储高io，满足高精度计算，均衡无死角

（5）整机全部提供系统优化，大幅提升计算速度

（6）支持GPU计算扩展

与市场常规机型配置相比，UltraLAB工作站提供的CPU频率和存储io更高，配置均衡合理，保证了机器硬件性能最大化，求解时间更短