Linux下第一性原理程序CP2K安装方法
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2024-3-22
2024-3-22
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CP2K是什么 CP2K是一款非常好的第一性原理程序,开源且免费,跑中、大周期性体系比起主流的基于平面波的程序如Quantum ESPRESSO、VASP等速度快得多。
 
这里采用的方法还是使用虚拟机 Ubuntu 22.04.4系统下操作 使用的用户名为 ywba 配置为 AMD 3700x 8核16线程 此处使用的是虚拟机 所以采用的是 1处理器4核 内存给予了 8G 以下操作会按照这个配置来进行操作,如果配置不同要根据实际情况进行修改
 
CP2K分为官方预编译版本和自编译版本 官方预编译版只提供ssmp,为了兼容没有根据CPU内核进行优化、没有利用SIMD指令集,也没用MKL。在某些任务下CPU占用率低,无法发挥应有的性能。 自编译版本安装时间长但可以编译出sopt、ssmp、popt、psmp四个版本,使得可以发挥出应用的性能,在计算上更快。 预编译版本的安装会在本文末尾加上
 

一、安装前的准备

1.编译所需的软件包

CP2K是基于Fortran的程序,但它依赖的一堆库很多都是C/C++写的,所以Fortran和C/C++编译器都得有。在Ubuntu下是没有自带的gcc程序,所以需要提前安装编译所需要的软件
 

2.MKL数学库

CP2K会利用到BLAS和LAPACK标准库中的子程序。默认情况下会用OpenBLAS库提供的这部分子程序,但据说OpenBLAS的LAPACK子程序的效率不如Intel的MKL数学库好,因此改用MKL可能计算速度更快。
首先进入InteloneAPI Base Toolkit官网获取下载链接
选择Linux-Online installer或Offline installer
建议网络不好的情况下使用离线安装的方式,选择Offline installer,先在本地下载安装包,然后上传到服务器之上,本文采用的方式就是离线安装。如果网络允许的情况下,选择Online installer在线安装选项后会有相应的下载代码,例如如下
 
notion image
安装时注意安装路径后一路下一步安装即可
安装完成后配置一下MKL数学库的环境变量
 

二、安装CP2K

这里使用CP2K自带的toolchain脚本toolchain脚本可以自动把CP2K依赖的各种库都一一下载并且自动编译,操作上比较简单方便
首先需要去下载CP2K软件包
选择需要的版本进行下载
notion image
 
输入以上命令后会进行自动下载及编译库文件,在本机AMD 3700X四核的情况下也需要一个小时左右,所以需要耐心等待
结束之后若没有报错的话就是这个样子
notion image
 
接下来就可以开始编译CP2K了
首先把cp2k文件夹下/tools/toolchain/install/arch/全部文件拷贝到cp2k文件夹下arch目录中
notion image
 
然后运行如下指令进行编译,编译时长跟配置上有关系,本文在此处编译时用了三十分钟左右
顺利的话正常情况下应该是这个样子的
notion image
 
编译成功后添加CP2K的环境变量.bashrc文件中
此时可以运行以下指令查看是否安装成功
 

三、官方预编译

首先进入官方下载的网址
需要下载软件的本体和对应架构预编译完的文件
这里本文使用的cpux86架构的,所以下载x86架构的ssmp文件即可,如果使用的是arm架构的cpu,尝试使用aarch64的ssmp文件
notion image
 
把下载好的软件包进行解压
 
然后添加环境变量至.bashrc文件当中
 

测试

安装好需要测试是否可用,这个地方可以使用卢天老师提供的测试文件进行测试
创建一个名为test.inp的文件用来放置测试文件数据
接下来就可以在该文件目录下运行指令进行计算
notion image
 

参考文章

1.卢天老师CentOS下CP2K安装教程
 
2.卢天老师CP2K测试文件
 
3.CP2K软件包

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