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A寶祿計(jì)算銀蟲 (初入文壇)
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第一性原理
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第一性原理計(jì)算可以得到復(fù)合半導(dǎo)體界面結(jié)構(gòu)、界面處的電荷轉(zhuǎn)移情況、內(nèi)建電場(chǎng)的強(qiáng)度、載流子的分布等信息，是研究復(fù)合半導(dǎo)體幾何和電子結(jié)構(gòu)的有力手段。相比于實(shí)驗(yàn)研究，理論計(jì)算更能精確地模擬不同結(jié)構(gòu)及不同缺陷等對(duì)半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)電子性質(zhì)的影響，從而微觀角度更加合理地解釋實(shí)驗(yàn)，并為設(shè)計(jì)合適的復(fù)合體系提供指導(dǎo)。 湖南大學(xué)某課題組老師借助寶祿計(jì)算精心設(shè)計(jì)的平臺(tái)來優(yōu)化新的技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)需求輕松進(jìn)行擴(kuò)展，滿足不斷變化的計(jì)算需求。通過滿足不斷變化的計(jì)算、延遲和帶寬需求，迅速應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)增長問題 ；通過統(tǒng)一的系統(tǒng)管理準(zhǔn)確洞察系統(tǒng)運(yùn)行狀況 。 計(jì)算要求 1）性能指標(biāo)：平臺(tái)理論性能不低于5990.4Gflops。 2）基礎(chǔ)功能：平臺(tái)支持基于密度泛函的第一性原理計(jì)算，支持材料體系的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算，支持材料的有限元和 Monte Carlo 計(jì)算；平臺(tái)支持多尺度仿真模擬計(jì)算。 3）調(diào)度系統(tǒng)：支持高性能管理系統(tǒng)作業(yè)和普通 HPC 作業(yè)混合調(diào)度，支持跨平臺(tái)并行作業(yè)的動(dòng)態(tài)安全設(shè)置，支持自定義作業(yè)的優(yōu)先級(jí)，提供優(yōu)先級(jí)搶占、公平共享、節(jié)點(diǎn)資源獨(dú)占等多種調(diào)度策略。 4）編程環(huán)境：具備 Intel Compiler 編譯器，設(shè)置編譯 GPU 環(huán)境下的 CUDA 核心加速計(jì)算，支持電子結(jié)構(gòu)計(jì)算和量子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件包。 5）開發(fā)環(huán)境管理功能：支持安裝自定義操作系統(tǒng)，平臺(tái)內(nèi)置 TensorFlow、Pytorch 等常見的機(jī)器學(xué)習(xí)框架鏡像；提供統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、高通量計(jì)算等組件包，支持二次開發(fā)材料體系的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算，支持有限元和 Monte Carlo 計(jì)算的二次開發(fā)。 6）資源分配功能：支持多層級(jí)資源分配機(jī)制，平臺(tái)支持全局級(jí)、用戶組級(jí)、特定用戶等不同維度的業(yè)務(wù)資源限額配置，可靈活管理平臺(tái)資源，最大化提高資源利用率。 7）支持監(jiān)控功能：支持計(jì)算平臺(tái)資源實(shí)時(shí)監(jiān)控；支持多維度資源統(tǒng)計(jì)，可通過物理視圖直接對(duì)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程 shell、報(bào)警信息、查看運(yùn)行情況等操作；能夠?qū)ζ脚_(tái)運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析，包括上電時(shí)間、平均負(fù)載、CPU 利用率、可用物理內(nèi)存、磁盤空間占用率以及網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)等信息； 8）圖形化界面：圖形用戶界面包含建模、計(jì)算、分析、作圖和材料結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫等工具；支持晶體、分子、表面、界面、多晶、合金、NEB 反應(yīng)路徑建模；支持添加區(qū)域摻雜電荷、介電區(qū)域、金屬區(qū)域；內(nèi)嵌晶體、分子、富勒烯等數(shù)據(jù)庫。 推薦配置 寶祿72核服務(wù)器采用Intel Platinum 8373C CPU，2.6G主頻、睿頻3.5G；核心數(shù)量36核72線程；制作工藝：10納米；工作效率：300W；三級(jí)緩存：54MB； 浮點(diǎn)計(jì)算峰值是衡量計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的一個(gè)重要指標(biāo)，它是指計(jì)算機(jī)每秒能完成的浮點(diǎn)計(jì)算最大次數(shù)，它包括理論浮點(diǎn)峰值和實(shí)測(cè)浮點(diǎn)峰值。Platinum 8373C 的理論浮點(diǎn)計(jì)算峰值：2.6*36*64=5990.4GFlops 搭配6通道DDR4 3200內(nèi)存，計(jì)算有多快呢？ g09測(cè)試： (1)7個(gè)碳環(huán)組成的碳平面，36個(gè)原子，核磁性質(zhì)計(jì)算nmr=(giao,spinspin) b3lyp/6-311g(d) 12核計(jì)算，用時(shí)32min (2)120個(gè)原子組成的C3N4，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，opt b3lyp/6-311g(d,p) 12核計(jì)算，用時(shí)286.5min (3)鹵化物相互作用，32個(gè)原子，振動(dòng)頻率計(jì)算，m062x/aug-cc-pvdz opt=noeigen freq ；12核計(jì)算，用時(shí)84.5min VASP測(cè)試： （1）C26N4CuF2O2H超胞結(jié)構(gòu)，原子數(shù)量為36個(gè)。交換關(guān)聯(lián)勢(shì)為PBE-GGA贗勢(shì)。截?cái)嗄?00eV，K點(diǎn)為2x2x1。 8核計(jì)算，用時(shí)189min （2）Th結(jié)構(gòu)，原子數(shù)量為96個(gè)。交換關(guān)聯(lián)勢(shì)為PBE-GGA贗勢(shì)。截?cái)嗄?20eV，K點(diǎn)為4x4x4。 12核計(jì)算，用時(shí)317.6min （3）Au結(jié)構(gòu)，原子數(shù)量為108個(gè)。交換關(guān)聯(lián)勢(shì)為PBE-GGA贗勢(shì)。截?cái)嗄?00eV，K點(diǎn)為5x5x5。 12核計(jì)算，用時(shí)34.6min （4）MoS2結(jié)構(gòu)中摻雜一個(gè)Co原子，原子數(shù)量為49個(gè)。交換關(guān)聯(lián)勢(shì)為PBE-GGA贗勢(shì)。截?cái)嗄?00eV，K點(diǎn)為1x1x1。 12核計(jì)算，用時(shí)37.3min 應(yīng)用領(lǐng)域：生物醫(yī)藥、新材料、新能源航空航天、天氣預(yù)報(bào)與氣候預(yù)測(cè)、海洋環(huán)境模擬分析等 計(jì)算軟件：vasp、gaussian、ms、cp2k、lammps、gromacs、amber等 科研預(yù)算：5W起 |
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