Beschreibung

CPMD ist ein Programmpaket, das ab-initio Molekulardynamik Simulationen ermöglicht, wobei der Dichtefunktionaltheoretische Ansatz über Ebene Wellen und Pseudopotentiale implementiert ist.

Ansprechpartner

• Dr Paul Cochrane
• Dr Holger Naundorf
• Dr Andreas Gerdes

Inhaltsverzeichnis

• Allgemeines
• Funktionalität
• Installation auf dem RRZN-Clustersystem
• Benutzung von CPMD auf den RRZN-Clustersystem
  
• Dokumentation und Beispiele

Allgemeines

Das RRZN gewährt Nutzern den Zugang zu CPMD, sofern diese eine eigene CPMD-Lizenz haben und dies gegenüber dem RRZN belegen. Man beantragt eine Lizenz in dem man auf die CPMD-Webseite http://www.cpmd.org navigiert und auf den "Download"-Link klickt. Auf der erscheinenden Webseite gibt es eine Menüleiste links, hier klickt man auf "Apply for a License". Auf der nächsten Webseite liest man die Lizenzbedingungen und wenn man einverstanden ist, klickt man unten auf der Seite auf den Link "Yes, I accept". Man füllt das folgende Webformular aus und am Ende der Seite submittiert es. Nachdem man dies gemacht hat, schickt man eine Mail an cluster-helprrzn.uni-hannover.de damit das RRZN das CPMD Consortium über neue Nutzer verifizieren kann. Nach Verifikation wird der Zugang durch die Aufnahme des Benutzernamens in die UNIX-Gruppe cpmd gewährleistet.

Gemäß der Lizenzvereinbarung, ist bei Publikationen von Resultaten, die unter der Verwendung von CPMD erzielt wurden, stets die entsprechende Referenz anzugeben:

CPMD V3.13 Copyright IBM Corp 1990-2008, Copyright MPI für Festkörperforschung Stuttgart 1997-2001.

Das Beispiel bezieht sich auf die Version 3.13.

Funktionalität

Die Dokumentation zu CPMD enthält u.a. ein umfangreiches Kapitel zur Theorie/Funktionalität sowie eine Bibliographie.

Installation auf dem RRZN-Clustersystem

Neben der über den Befehl module avail cpmd als Vorgabeversion ersichtlich installierten Programmvariante können auch weitere zur Verfügung stehen, die sich in der verwendeten MPI-Implementierung oder z.B. verlinkten mathematischen Bibliotheken unterscheiden.

Benutzung von CPMD auf dem RRZN-Clustersystem

Um CPMD im Batchbetrieb zu verwenden, wird der Programmaufruf in ein geeignetes Jobskript eingebunden. Das folgende Beispiel fordert vom Batchsystem 4 Knoten mit jeweils 8 Prozessesen pro Knoten für eine maximale Laufzeit von 2h an. Durch das Laden von Modulen werden die erforderlichen Umgebungsvariablen gesetzt sowie die Pfade zu MPI- und weiteren Bibliotheken gesetzt. Der Job kann von einem der Loginknoten submittiert werden. Als Arbeitsverzeichnis steht das über die Umgebungsvariable $BIGWORK zu erreichende nutzerspezifische Verzeichnis zur Verfügung. Nur dort ist eine für CPMD hinreichende Performance gegeben.

#!/bin/bash -login
#PBS -j oe
#PBS -N jobname
#PBS -m ae

#PNS -M ich@meine.mail.adresse.de
#PBS -l nodes=4:ppn=8
#PBS -l walltime=02:00:00

#PBS -l mem=10gb

# Module laden
module load cpmd/3.15.1_gnu_openmpi

# ins Verzeichnis mit den Inputdaten wechseln
cd $BIGWORK/Pfad/zum/Testordner

# MPI Umgebung initialisieren

num_procs=$(cat $PBS_NODEFILE | wc -l)

# CPMD starten
mpirun -np $num_procs cpmd.x input > output

Das Modul cpmd exportiert die Umgebungsvariable PP_LIBRARY_PATH, die den Pfad zur Pseudopotential-Bibliothek enthält.

Dokumentation und Beispiele

Die ausführliche Dokumentation zu CPMD steht auf www.cpmd.org zum Download in verschiedenen Formaten zur Verfügung. Außerdem sind dort weiterführende Links zu Pseudopotentialen und zur Visualisierung vorhanden.