Сравнение QM программ для периодических систем

[КВГ]

Всем привет,
большая просьба высказаться по такому вопросу: какую программу лучше купить для квантовохимических расчетов на периодических решетках?
Руководством поставлена задача в не слишком отдаленном будущем в дополнение к имеющейся тематике развиться до расчета свойств периодических структур. Стало быть, придется купить спец. программу, а то и две. Если можно, то выскажите свое мнение в двух вариантах:
1) самая-самая лучшая программа по вашему мнению;
2) две самые лучшие программы (т.е. целесообразно ли приобретать две программы и если да, то какие именно, по вашему мнению).
Спасибо!

PS. К сожалению, сейчас трудно сказать, какие именно свойства материалов понадобится оценивать…

[starless]

Я сам ни одну из этих программ не щупал, но слушал доклады, в которых они демонстрировали своё превосходство. Не факт, что это именно то, что вам нужно.
http://www.avmatsim.de/services/software

[КВГ]

Я сам ни одну из этих программ не щупал, но слушал доклады, в которых они демонстрировали своё превосходство. Не факт, что это именно то, что вам нужно.
http://www.avmatsim.de/services/software

Посмотрел, у них Линух-кластеры, а у меня кластерок под Server 2008.
А что, это стало нынче модно давать годовые лицензии ?

[starless]

Посмотрел, у них Линух-кластеры

Правильно, какие же ещё? Я, конечно, не знаток КХ-программ, но вообще в компьютерной химии виндой мало кто пользуется, а особенно виндовыми кластерами, рынка нет.

А что, это стало нынче модно давать годовые лицензии ?

Да это вообще самая обычная ситуация.

[Himera]

Большинство программ для расчёта периодических систем работают под Linux и только под Linux. Поэтому если вы хотите продолжать с Windows, то вопрос о "самой лучшей" даже не возникнет.

[КВГ]

Большинство программ для расчёта периодических систем работают под Linux и только под Linux. Поэтому если вы хотите продолжать с Windows, то вопрос о "самой лучшей" даже не возникнет.

Нет проблем, поставлю на один комп (многоядерный) Линух, так что советуйте, пожалуйста, без оглядки на винду.

[sanya1024]

У нас считают в QuantumEspresso, она бесплатная. Но я тут не знаток, разве что специально еще спрошу людей, что бы посоветовали.

Atomistix (графическая оболочка к бесплатной Siesta)... Materials Studio... (давно щупала, остались негативные воспоминания, но у меня органика, а на тот момент больше 30 в ячейку не лезло).

[Himera]

Нет самой-самой лучшей программы, есть самая любимая-)

Наиболее универсальны VASP (сильно платная), Quantum Espresso (бесплатная), ABINIT (тоже бесплатная), Wien2K (платная) и Crystal (платная). Ещё очень популярна Siesta, но она больше заточена под совмещение DFT с MD.

С подходом "поставлю на один комп (многоядерный) Линух" о Wien2K можно забыть, а вот выбор между остальными четырьмя определяется финансовыми возможностями, личными предпочтениями и, разумеется, задачей. В случае VASP вы платите много денег за готовые и протестированные псевдопотенциалы, а в Quantum Espresso и ABINIT ищите/генерируете псевдопотенциалы сами и тестируете их также самостоятельно. В Crystal вообще нет псевдопотенциалов и другой принцип построения базиса, причём программа не заточена под очень большие системы.

Не знаю, что ещё сказать. Спрашивайте. Но сначала лучше всё-таки определиться, что и зачем считать.

[КВГ]

Нет самой-самой лучшей программы, есть самая любимая-)

Это верно, но хотелось бы полюбить какую-то хорошенькую программу ...А то прилепишься к ведьме, а сил уже не будет отлепиться.

С подходом "поставлю на один комп (многоядерный) Линух" о Wien2K можно забыть

Почему? Посмотрел на сайте - вроде, там упоминается и PC Linux. Медленно считает?
Цена ( если для РАН действует академическая лицензия) понравилась - почти бесплатно, всего 400 евро. Проясните, пожалуйста, насчет того, что на РС "можно забыть о Wien2K".
Остальные еще не смотрел (вчера перешел на новый офисный комп со всеми вытекающими последствиями).

Не знаю, что ещё сказать. Спрашивайте. Но сначала лучше всё-таки определиться, что и зачем считать.

Да я понимаю, что лучше бы сразу указать задачи, но беда в том, что мой руководитель еще и сам не прояснил ситуацию (сегодня спрашивал). Неясно, куда дела повернутся. Но во всяком случае речь о поддержке материаловедческих задач - электронная структура, зонная структура (имеются ли в каких-то программах соответствующие модули?), деформации нанокристаллитов... Силициды, карбиды, бориды ниобия, тантала, молибдена и пр., и пр.... Ими много занимаются, но у моего шефа есть свои соображения (пока не вполне определенные) и некоторые экспериментальные наработки. Ивановский А.Л. с сотр., как показал поиск, похожими расчетами занимается.
-------------------------------------------------

Еще вопрос к Sanya1024: что-то слышно новое про Tombo? Разработчики грозились добавить поддержку периодических структур.

[sanya1024]

Еще вопрос к Sanya1024: что-то слышно новое про Tombo? Разработчики грозились добавить поддержку периодических структур.

Sorry, напрочь вылетело. Я попозже посмотрю, ок?

[Himera]

Почему? Посмотрел на сайте - вроде, там упоминается и PC Linux. Медленно считает?
Цена ( если для РАН действует академическая лицензия) понравилась - почти бесплатно, всего 400 евро. Проясните, пожалуйста, насчет того, что на РС "можно забыть о Wien2K".

Да, медленно считает. Больше 30-40 атомов в ячейке без хорошей параллелизации считать трудно, а релаксации занимают целую вечность.

Но во всяком случае речь о поддержке материаловедческих задач - электронная структура, зонная структура (имеются ли в каких-то программах соответствующие модули?), деформации нанокристаллитов... Силициды, карбиды, бориды ниобия, тантала, молибдена и пр., и пр.... Ими много занимаются, но у моего шефа есть свои соображения (пока не вполне определенные) и некоторые экспериментальные наработки. Ивановский А.Л. с сотр., как показал поиск, похожими расчетами занимается.

Тогда я думаю, что Вам нужна быстрая псевдопотенциальная программа для релаксаций (соответственно: VASP, Quantum Espresso, AbINIT, да и Siesta наверное подойдёт для Ваших объектов) и другая программа, пусть медленная, но с удобным интерфейсом для расчёта зонной структуры и поверхности Ферми, может быть функций Ванье. И ещё, наверное, понадобится анализ хим. связи (Бейдер, ELF). Посмотрите, как эти функции реализованы в псевдопотенциальных кодах -- думаю, что не очень здорово -- и думайте тогда в сторону full-potential программ, где традиционно больше внимания уделяется анализу зонной структуры. Кроме Wien2K есть довольно шустро считающая FPLO (на мой взгляд, лучшая в части деталей зонной структуры и функций Ванье), есть свободный но медленный Elk, к которому многие пишут собственные дополнения.

[КВГ]

Почему? Посмотрел на сайте - вроде, там упоминается и PC Linux. Медленно считает?
Цена ( если для РАН действует академическая лицензия) понравилась - почти бесплатно, всего 400 евро. Проясните, пожалуйста, насчет того, что на РС "можно забыть о Wien2K".

Да, медленно считает. Больше 30-40 атомов в ячейке без хорошей параллелизации считать трудно, а релаксации занимают целую вечность.

Так ведь я не на одном ядре буду считать. Могу дать 8-16-24 ядра на расчет.
И еще (sorry): что означает здесь "релаксации"? Оптимизация структуры?

Тогда я думаю, что Вам нужна быстрая псевдопотенциальная программа для релаксаций (соответственно: VASP, Quantum Espresso, AbINIT, да и Siesta наверное подойдёт для Ваших объектов) и другая программа, пусть медленная, но с удобным интерфейсом для расчёта зонной структуры и поверхности Ферми, может быть функций Ванье. И ещё, наверное, понадобится анализ хим. связи (Бейдер, ELF). Посмотрите, как эти функции реализованы в псевдопотенциальных кодах -- думаю, что не очень здорово -- и думайте тогда в сторону full-potential программ, где традиционно больше внимания уделяется анализу зонной структуры.

Да, анализ по Бейдеру нужен непременно.Спасибо, что обратили мое внимание на это. Грановский когда-то скептически отозвался по поводу бейдеровского анализа ВФ, полученных в базисах с псевдопотенциалами. Хотя в Aimall уже реализована поддержка таких ВФ.
--------------------------------------
Вот еще бы услышать впечатления "из первых рук" от юзеров каких-то конкретных программ...

[Himera]

Так ведь я не на одном ядре буду считать. Могу дать 8-16-24 ядра на расчет.
И еще (sorry): что означает здесь "релаксации"? Оптимизация структуры?

Значит я не понял, извините. Думал, Вы на обычном десктопе с четырьмя ядрами будете считать. Если получится хорошо распараллелить, то можно спокойно использовать Wien2K. Просто всё равно долго получится.

Да, релаксация это оптимизация структуры, т.е. атомных координат и параметров элементарной ячейки.

Да, анализ по Бейдеру нужен непременно.Спасибо, что обратили мое внимание на это. Грановский когда-то скептически отозвался по поводу бейдеровского анализа ВФ, полученных в базисах с псевдопотенциалами. Хотя в Aimall уже реализована поддержка таких ВФ.
--------------------------------------
Вот еще бы услышать впечатления "из первых рук" от юзеров каких-то конкретных программ...

Какие именно впечатления? Мы же в зависимости от задачи разные программы используем. Есть некая концептуальная разница между псевдопотенциалами и full-potential, а дальше это дело привычки и наличия/отсутствия всяких конкретных примочек.

Бейдеровским анализом я сам всерьёз не занимался, но у нас народ для таких задач в основном использует Elk, который более или менее похож на Wien2K.

[КВГ]

Если получится хорошо распараллелить, то можно спокойно использовать Wien2K. Просто всё равно долго получится.

Прошу прощения, еще вопрос: у кого "получится хорошо распараллелить" - у меня или у разработчиков ? Если речь обо мне, то имеются большие сомнения в этом. Или имеется в виду подбор компилятора?

Вот еще бы услышать впечатления "из первых рук" от юзеров каких-то конкретных программ...

Какие именно впечатления? Мы же в зависимости от задачи разные программы используем. Есть некая концептуальная разница между псевдопотенциалами и full-potential, а дальше это дело привычки и наличия/отсутствия всяких конкретных примочек.

В общем-то, я точно и сам не знаю, что именно хотелось бы услышать. Но хотелось бы представлять заранее, за что платишь деньги, покупая какую-то программу. Если у нее есть бесплатный аналог с тем же функционалом, то, вроде, какой смысл покупать. А если платные имеют свои фишки по ср. с бесплатными аналогами, то тут уже надо думать.
Поверхностный осмотр функционала программ в моем случае (я не имел дела с подобными программами вообще) может приводить к ошибочным выводам. Не хочется полагаться в данном случае на себя.

[Himera]

Прошу прощения, еще вопрос: у кого "получится хорошо распараллелить" - у меня или у разработчиков ? Если речь обо мне, то имеются большие сомнения в этом. Или имеется в виду подбор компилятора?

В программе заложена параллелизация по k-точкам, т.е. разные k-точки считаются на разных ядрах, а потом в конце каждой итерации эти результаты собираются вместе, происходит интегрирование для расчёта зарядовой плотности и энергии, после чего всё опять расходится по разным ядрам. Соответственно, и компилятор, и железо должны поддерживать хорошую передачу данных. В нашем случае получалось, что есть смысл параллелить только на ядрах одного узла, а раскидывание одной задачи по разным узлам приводило к совершенно удручающим результатам. Думаю, что правильный подбор компилятора и ключей тоже имеет значение, но тут я и сам плохо разбираюсь... благо есть компьютерно грамотные люди.

В общем-то, я точно и сам не знаю, что именно хотелось бы услышать. Но хотелось бы представлять заранее, за что платишь деньги, покупая какую-то программу. Если у нее есть бесплатный аналог с тем же функционалом, то, вроде, какой смысл покупать. А если платные имеют свои фишки по ср. с бесплатными аналогами, то тут уже надо думать.
Поверхностный осмотр функционала программ в моем случае (я не имел дела с подобными программами вообще) может приводить к ошибочным выводам. Не хочется полагаться в данном случае на себя.

Про псевдопотенциальные коды я уже писал. Основное отличие VASPа от всех остальных состоит в готовом наборе псевдопотенциалов. Ещё у них какие-то свои умные подходы к диагонализации, но на скорости расчёта это не очень сказывается (впрочем, кластеры на сотни атомов чаще считают VASPом -- наверное, это сознательный выбор). Есть также нюансы с внедрением гибридных функционалов -- впервые они появились опять-таки в VASPе, но в ближайшее время ситуация, наверное, изменится.

Бесплатным аналогом Wien2K является Elk. Очевидное преимущество Wien2K -- графический интерфейс; очевидный недостаток -- ею занимается одна группа в Вене, тогда как Elk пишут всем миром. По моим ощущениям опции для анализа электронной плотности и хим. связи сейчас лучше развиты в Elk и, вероятно, будут иметь дальнейшее развитие.

Если Вас вдруг заинтересует программа FPLO, то у неё нет бесплатных аналогов, однако лицензия стоит недорого и, если хорошо попросить, дадут за так.

[КВГ]

Himera, большое спасибо! Вы меня напичкали сведениями, теперь можно попутешествовать по самим программам. Кажется, самое важное прояснилось и стало ясно, с какого примерно боку на них глядеть.
Всего хорошего, успехов, удачи!