GIAO и ресурсы машины

[hushpes]

По специализации органик, недавно занялся рассчетами в GAMESS (US)*

В ходе эксперимента возникла потребность разобраться в паре протонных спектров, проверить их, так сказать, "на чистоту". Вот и решил посчитать в указанной программе спектр (все как полагается, сначала оптимизация геометрии, потом уже в том же базисе методом RHF задал расчет GIAO NMR).

Но столкнулся с ограниченными ресурсами машины. Причем, если даже при расчете оптимизации геометрии B3LYP/6-31+(2d,p) гигабайта оперативы хватает, то при попытке посчитать в том же базисе GIAO программа ругается и требует что-то около 8 Гигов.

Вопрос: можно ли как-нибудь упростить задачу, чтобы уложиться в меньшее количество ОЗУ? Пока что "скатился" до 3-21G, да и то, расчет идет уже больше суток, а посчитаны только двухэлектронные интегралы...

Может я что-то не так делаю? Вот на всякий случай inp-файл (геометрия была оптимизирована B3LYP/3-21G).

$CONTRL SCFTYP=RHF RUNTYP=NMR EXETYP=RUN MAXIT=100 MULT=1 $END
$SYSTEM TIMLIM=6000 MEMORY=125000000 $END
$BASIS GBASIS=N21 NGAUSS=3 $END
$DATA
bromide
C1
Br 35.0 0.54080 4.54938 -0.58869
C 6.0 0.57791 2.69963 0.10620
C 6.0 -0.62197 1.87649 -0.38440
O 8.0 -1.58956 2.38022 -0.97319
N 7.0 -0.54356 0.52925 -0.08472
C 6.0 -1.74054 -0.30489 -0.42274
C 6.0 -1.36535 -1.55608 -1.23828
C 6.0 -2.52583 -0.66680 0.85506
C 6.0 0.59487 -0.09609 0.62291
C 6.0 1.77334 -0.49585 -0.29858
C 6.0 2.89908 -1.18011 0.50459
H 1.0 0.56244 2.77976 1.19465
H 1.0 1.52239 2.26333 -0.21136
H 1.0 -2.34979 0.36221 -1.03738
H 1.0 -0.81077 -1.27595 -2.13914
H 1.0 -2.28043 -2.07958 -1.53855
H 1.0 -0.75842 -2.25267 -0.64788
H 1.0 -2.81702 0.24324 1.38947
H 1.0 -1.92460 -1.29538 1.52306
H 1.0 -3.43272 -1.22310 0.59159
H 1.0 0.21613 -0.99573 1.11809
H 1.0 0.95632 0.57052 1.41483
H 1.0 2.16587 0.39571 -0.80090
H 1.0 1.40260 -1.16966 -1.07648
H 1.0 3.73066 -1.45541 -0.15223
H 1.0 2.53191 -2.09127 0.99122
H 1.0 3.28626 -0.51115 1.28284
$END



--------
* У меня PPC-машина (PowerBook G4 867 MHz, 1 Gb RAM, так что PC GAMESS не предлагать

[Darth Vasya]

Хм... слегка оффтопик, но у меня в "Природе" Ваш ЯМР рассчитался за 5 минут с использованием 7 Мб оперативной памяти - это, правда, DFT, но вряд ли оно хуже Хартри-Фока для таких задач. Впрочем, в Природе есть оба метода. Отсюда вопрос - зачем платить больше?

Если Вам принципиально посчитать в Гамессе, то советую найти кого-то с доступом к кластеру. Например, меня

Вообще, конечно, то, что для оптимизации такой системы Гамесс требует гигабайта памяти, меня несколько удивляет... Ради смеха запустил в Гауссиане с базисом 6-31. Даже там ну никак не гигабайт.

[hushpes]

Хм... слегка оффтопик, но у меня в "Природе" Ваш ЯМР рассчитался за 5 минут с использованием 7 Мб оперативной памяти - это, правда, DFT, но вряд ли оно хуже Хартри-Фока для таких задач. Впрочем, в Природе есть оба метода. Отсюда вопрос - зачем платить больше?

Если Вам принципиально посчитать в Гамессе, то советую найти кого-то с доступом к кластеру. Например, меня

Вообще, конечно, то, что для оптимизации такой системы Гамесс требует гигабайта памяти, меня несколько удивляет... Ради смеха запустил в Гауссиане с базисом 6-31. Даже там ну никак не гигабайт.

Млин, получается что, ГАМЕСС такой тормознутый? Или у меня машина слишком медленная для таких расчетов (все ж таки 2002 года выпуска)?

Насчет Гигабайта оперативы -- это я указал, сколько у меня имеется, для данного расчета потребовалось, цитирую:

54494286 WORDS OF DYNAMIC MEMORY USED

то есть, меньше 500 Мегабайт ОЗУ.

Хотелось по-честному посчитать, чтоб в дисер и публикации потом вставить...

[hushpes]

Да, и это я не про ту структуру писал. Та, что потребовала около 8 гигов, вот:

$BASIS GBASIS=N31 NGAUSS=6 $END
$CONTRL RUNTYP=NMR $END
$SYSTEM BALTYP=LOOP $END
$CONTRL MAXIT=200 $END
$SYSTEM TIMLIM=600 MWORDS=125.00 $END
$DATA
ade_left_reduced
C1
N 7.0 -0.30203 -1.77732 -0.05597
C 6.0 -1.20590 -2.88836 -0.33647
C 6.0 -0.78343 -0.51162 -0.14612
C 6.0 1.11423 -2.01651 0.20606
C 6.0 1.85994 -2.19038 -1.13441
N 7.0 3.27479 -2.39987 -0.87607
C 6.0 -1.80414 -2.75866 -1.71189
O 8.0 -1.30002 -3.32236 -2.67017
O 8.0 -2.97471 -2.11929 -1.78525
C 6.0 -3.49936 -2.11429 -3.12012
O 8.0 -1.94835 -0.28794 -0.42994
C 6.0 -2.27709 -3.03489 0.77036
C 6.0 -3.12610 -4.31011 0.55865
C 6.0 -4.14316 -4.43563 1.66888
O 8.0 -5.00751 -5.46226 1.71012
O 8.0 -4.18129 -3.60029 2.55750
C 6.0 4.06376 -1.34275 -0.60026
C 6.0 -4.90393 -6.40448 0.63012
O 8.0 5.32620 -1.69089 -0.33578
C 6.0 6.14506 -0.54999 -0.04158
O 8.0 3.68194 -0.18324 -0.58533
C 6.0 0.09773 0.68954 0.08877
N 7.0 -0.64877 1.93163 -0.19003
C 6.0 -1.48880 2.22555 0.81621
N 7.0 -1.16903 3.35023 1.29605
C 6.0 -0.04721 3.92433 0.62389
C 6.0 0.19293 2.97595 -0.27193
C 6.0 0.72872 5.16118 0.74298
N 7.0 1.68302 5.27887 -0.09358
C 6.0 1.99144 4.27501 -1.09459
N 7.0 1.29557 3.21107 -1.17019
N 7.0 0.42757 6.08370 1.67962
C 6.0 1.09707 7.24257 1.84715
O 8.0 0.80315 8.06101 2.70398
O 8.0 2.11431 7.43494 1.00238
C 6.0 2.78024 8.68409 1.23672
H 1.0 -0.62373 -3.82220 -0.33612
H 1.0 1.22917 -2.94585 0.78409
H 1.0 1.58125 -1.21362 0.79087
H 1.0 1.71771 -1.30075 -1.76529
H 1.0 1.44819 -3.06166 -1.66603
H 1.0 3.62701 -3.33602 -0.84110
H 1.0 -2.80186 -1.60732 -3.80426
H 1.0 -4.45469 -1.56923 -3.11710
H 1.0 -2.93939 -2.15699 0.78500
H 1.0 -1.76043 -3.10621 1.73978
H 1.0 -2.44341 -5.17231 0.55968
H 1.0 -3.62465 -4.23116 -0.41782
H 1.0 -3.91979 -6.89441 0.61088
H 1.0 -5.11505 -5.93289 -0.34050
H 1.0 0.96198 0.64671 -0.59001
H 1.0 0.44948 0.71907 1.13174
H 1.0 -2.31791 1.61360 1.16865
H 1.0 2.82046 4.43138 -1.78294
H 1.0 -0.34225 5.89790 2.29089
H 1.0 3.19753 8.71287 2.25489
H 1.0 2.08286 9.52425 1.09744
H 1.0 -5.66500 -7.17958 0.80265
H 1.0 3.60269 8.78137 0.51287
H 1.0 7.16738 -0.89830 0.16673
H 1.0 5.76228 -0.02024 0.84413
H 1.0 6.17139 0.13651 -0.90162
H 1.0 -3.67807 -3.14344 -3.46726
$END

[Darth Vasya]

Новая структура тоже считается - 32 Мб памяти... Просто удивительно, насколько эта программа (Природа) быстрее того же Гауссиана (хотя и возможностей у неё значительно меньше).

[hushpes]

Ы-ы-ы-ы-ы-ы... [начинаю потихоньку рвать на себе волосы]

Ну а может хоть точность у Гауссиана с Гамессом выше? Почему такая разница в рассчетах?

[Nord]

Новая структура тоже считается - 32 Мб памяти... Просто удивительно, насколько эта программа (Природа) быстрее того же Гауссиана (хотя и возможностей у неё значительно меньше).

Не хочу никак принижать достоинства Лайкова и его программы (она действительно очень хороша) скажу:
1. Расчет DFT действительно может быть гораздо легче, чем HF, особливо для функционалов с LDA (типа PBE, кажется, но точно не уверен)
2. Высокая производительность достигается не всегда честно, а за счет ряда "грязных" хаков, типа RI и весьма грубыми аппроксимациями эл. плотности. В некоторых случаях сработает, а в некоторых - может того...
Автору темы: моя рекомендация - замените бром на хлор, хотя бы. На результат это вряд ли сильно скажется, а вот на объем расчетов...

[hushpes]

Спасибо за совет, Nord! Но как мне все-таки быть со второй молекулой (производным аденина)? Искать другой компьютер? Или все же как-то можно упростить задачу?

[Nord]

Спасибо за совет, Nord! Но как мне все-таки быть со второй молекулой (производным аденина)? Искать другой компьютер? Или все же как-то можно упростить задачу?

Я, честно говоря, немного озадачен таким возрастанием требований, но сам подобными расчетами не занимался.
В мануале написано, что требования по памяти - O(NATOMS*NAO^2) - не чрезмерное требование, тем более, что это довольно "обычный" скейлинг.

[hushpes]

Результаты были получены в результате прогона тестового запуска (EXETYP=CHECK) после того, как несколько раз расчет заканчивался ошибкой (как потом разглядел -- все по той же причине нехватки ОЗУ). Не помню уже, для какого базиса потребовалось 8 Гигов ОЗУ. Для одного из больших базисов (6-311G+** кажется) число MWORDS стало вообще отрицательным, но, впрочем, опять же очень большим. Для сильно меньших базисов тестовый прогон показал потребность в 2-3 Гига, но для меня это мало чем отличается от 8-ми.

[Darth Vasya]

1. Расчет DFT действительно может быть гораздо легче, чем HF, особливо для функционалов с LDA (типа PBE, кажется, но точно не уверен)
2. Высокая производительность достигается не всегда честно, а за счет ряда "грязных" хаков, типа RI и весьма грубыми аппроксимациями эл. плотности. В некоторых случаях сработает, а в некоторых - может того...

PBE - никак не LDA, это GGA. И всё же, методом Хартри-Фока "Природа" тоже может посчитать.

Ну а может хоть точность у Гауссиана с Гамессом выше? Почему такая разница в рассчетах?

Точность, я думаю, принципиально не различается, хотя стоит проверить на чём-то более-менее простом. А производительность программ зависит не только от точности, но и от качества программирования. С Гамессом дела не имел, но Гауссиан для Виндовс в этом плане выглядит как бета-версия какого-нибудь продукта от Майкрософт

[Nord]

PBE - никак не LDA, это GGA.

Не спорю.

И всё же, методом Хартри-Фока "Природа" тоже может посчитать.

Кстати, интересно, сколько она "скушает".

Гауссиан для Виндовс в этом плане выглядит как бета-версия какого-нибудь продукта от Майкрософт

Gaussian(tm) - квантовая химия для домохозяек! © мое

[Darth Vasya]

"Кушает" она всё те же 40 Мб, про 32 я раньше слегка загнул, (ну так ведь размерность матриц одинаковая), только работает намного медленнее.

[Nord]

только работает намного медленнее.

+1
Нелокальные сущности это важно!

[hushpes]

Господа, я запутался

Что мне теперь, искать ПиСи и считать в "Природе"?

И что насчет GAMESS'а? Он тоже для домохозяек?

[Darth Vasya]

Почему ПиСи? Что мешает скомпилить её на ПауерБуке?

Гамесс - полная противоположность "для домохозяек". И речь идёт не о возможностях и производительности, а о пользовательском интерфейсе. Он может быть прозрачным, когда ты видишь всё, что программа делает, и вынужден писать гигантские входные файлы, а может быть устроен по принципу "чёрного ящика" с единственной кнопкой "считать". Последнее хорошо для стиральной машины, а вот для квантово-химической программы - не всегда.

[hushpes]

А где ее (Природу) достать? Только что Гуглил -- ничего не нашел, даже намеков на страницу с информацией. Понимаю, плохо искал, но все же...

А так, конечно, было бы интересно результаты тех же спектров сравнить в двух программах.

[Darth Vasya]

Искал нормально - её нужно получать лично от автора, Д.Н.Лайкова.

Ничто не мешает сравнить спектры небольших молекул в одной и другой программе.

[hushpes]

Это я понял. А как мне его найти (в этом, собственно, и заключался предыдущий вопрос, поскольку даже e-mail не отыскался)?

[EvgeniX]

Это я понял. А как мне его найти (в этом, собственно, и заключался предыдущий вопрос, поскольку даже e-mail не отыскался)?

laikov (потом) physto _а дальше_ se