黎明的高性能计算解决方案: 物理化学领域

在物理和化学学科中，随着理论计算方法的发展和成熟，以及计算机软硬件技术的不断发展，计算机仿真研究已逐渐普及，并已成为继实验方法和实验方法之后的第三大类. 理论推论重要的研究方法. 相应领域的计算机仿真研究已逐渐形成了独立的学科，例如计算化学和计算材料科学. 在现代高性能计算机的帮助下，研究人员可以从理论上分析实验中观察到的现象，进行不可能或很难在实验中进行的研究，还可以通过计算机模拟以高投入和长周期替换某些实验. 进行研究，以显着减少研发投入的人工和材料成本，并显着加快研发周期.

计算化学主要研究具有非周期性结构的分子系统. 有两种方法: 分子力学和量子化学. 前者基于牛顿力学，准确性低，可研究的系统非常庞大，通常为10,000至1百万个原子. 后者基于量子力学，具有很高的准确性，而且可研究的系统相对较小，通常不超过500个原子. 两者都有优点和缺点，因此将两者结合起来的QM / MM方法目前很流行. 用于计算化学的主流计算软件包括高斯，GAMESS，QChem，ADF，NWChem等. 计算材料主要研究周期结构的物理系统，并且有许多计算方法，例如基于电子的第一性原理计算方法. 密度泛函理论（DFT）. 主流计算软件包括VASP，MaterialsStudio，PWScf，Abinit，CPMD，ATK，Wien2K，Siesta，Octopus等.

计算材料和计算化学的不同应用对高性能计算机有相似的要求，并且各个应用软件将具有某些特性. 这些程序基本上是计算密集型和内存密集型应用程序，它们对处理器的浮点计算能力和内存性能有很高的要求. 大多数主流软件是基于MPI的并行程序，这些程序是从并行算法进行分析并且需要大量通信，对于高性能应用程序，计算网络的延迟和带宽性能更高；一些应用程序软件在运行时会频繁执行I / O操作，这需要高性能才能实现高性能计算集群的共享存储或计算节点的本地存储.

基于对应用软件特性的分析，Sugon建议使用以下高性能计算集群解决方案:

计算子系统使用高密度，低功耗且易于管理的刀片服务器，例如Dawning TC3600 / T600. 刀片节点配置主要是双向的曙光高性能计算机多少钱，使用最新的64位Intel或AMD处理器曙光高性能计算机多少钱，着重于浮点峰值和内存性能；对于单个应用程序，您还可以配置一些具有高单机性能，大内存和高I / O的SMP多通道胖节点；计算网络使用低延迟，高带宽的InfiniBand，可以大大提高应用程序的计算速度. 和平行加速比；对于高性能计算集群系统，全局共享存储的性能和可伸缩性至关重要. 当前的主流解决方案是使用分布式并行存储系统，例如Sugon ParaStor 100/200. 此外，关键应用程序可以使用Sugon Clusnap群集容错模块进行系统级断点保护. 在软件级别，Sugon为计算材料和计算化学的用户提供了完整的并行软件开发和操作环境. 配置Sugon Gridview群集监视管理和作业调度软件，包括用于不同应用程序软件开发的Web作业提交接口ClusPortal，可以大大降低高性能计算机的使用门槛.

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