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纳米表面设计高性能计算集群阅读次数 [3169] 发布时间 :2014-04-03 16:41:14

    纳米表面设计工作站是一套24万亿次高性能并行计算集群系统,价值3,148,900元人民币(含计算软件)。该系统采用Dell PowerEdge系列刀片式服务器,由登陆/管理节点、I/O节点、26个计算节点和光纤通道存储系统(存储容量36 T)组成,节点之间通过InfiniBand网络和千兆以太网互连。操作系统采用RedHat Enterprise Linux 64位最新版。工作站装有常用的科学计算软件Materials StudioLAMMPSVASPGaussian、Abacus、MATLAB等。机房配有山特3C15KS塔式UPS,卡洛斯PET-12精密空调。


硬件介绍:

    配置与性能

    戴尔刀片式高性能计算集群具备一个管理节点、一个登陆节点、两个I/O节点、两个存储器和两个刀箱。刀箱共24个计算节点,每个计算节点配置两颗intel Xeon E5-2680v2 五核十线程处理器,总共480可用核线程。其中普通计算节点21个,各配置64 G内存;胖节点2个,各配置256 G内存;GPU节点一个,配置NVIDIA Tesla K20M GPU。整体理论计算峰值可达24 TFLPOS(双精度)。每个刀箱内均有一个IB 56Gb交换模块和一个千兆以太网交换模块(带2个外部万兆上联端口)。每个刀片式服务器均通过IB和千兆以太网接入刀箱内的交换模块,登录/管理节配有一条万兆接入线缆(紫色线),以保证集群管理所需的带宽。每个I/O节点通过两条FC 8Gb的直连线缆与存储相连。深大校园网通过千兆端口直接连入刀箱内的交换模块。



    用途:

    该24万亿次高性能并行计算集群系统主要用于纳米表面科学与工程研究所在纳米表面设计方面的研究工作。使用科学计算软件Materials Studio、LAMMPS、VASPGaussian、Abacus、MATLAB等,通过多物理场与多尺度下的建模与模拟,为表面设计与制造提供新思路与新方法。同时该集群系统也是一个开放的平台,既为纳米表面科学与工程研究所的国内外合作伙伴提供计算与存储资源,也为深圳大学的研究生及本科生提供在高性能并行计算领域的学习与实践平台。


软件介绍:

一、Materials Studio

简介

    Materials Studio 材料科学软件产品提供了全面和完善的模拟环境,可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体、表面和界面的结构模型,并研究、预测材料的结构与相关性质。该软件采用了先进的模拟计算思想和方法,如量子力学、线性标度量子力学、分子力学、分子动力学、蒙特卡洛、介观动力学和耗散粒子动力学、统计方法等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法。总价值达898000元。

主要功能

·分析化学气相沉积过程中反应剂的气相和表面化学性质;

·研究分子或离子在固体爱了表面或本体中的扩散、迁移过程;

·研究缺陷和掺杂的性质

·研究材料的光、电、磁学性质等

·模拟材料的X射线衍射、分子及固体核磁谱、Raman光谱等,并对它们以及高分辨透射电镜等实验数据进行解析。

·构建材料的纳米尺度团簇、周期性结构模型等

·系统计算包括金属、合金、碳化物、离子晶体及半导体等多种纳米材料在内的自组装生长、液滴外延生长、分子组装等行为;

·研究预测材料的晶体结构和固态性质,模拟和解释晶体微粒的生长外形



二、Vienna Ab-initio Simulation PackageVASP

简介

VASP是维也纳大学Hafner小组开发的进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中最流行的商用软件之一。VASP通过近似求解Schrödinger方程得到体系的电子态和能量,既可以在密度泛函理论(DFT)框架内求解Kohn-Sham方程(已实现了混合(hybrid)泛函计算),也可以在Hartree-FockHF)的近似下求解Roothaan方程。此外,VASP也支持格林函数方法(GW准粒子近似,ACFDT-RPA)和微扰理论(二阶Møller-Plesset)。VASP使用平面波基组,电子与离子间的相互作用使用模守恒赝势(NCPP)、超软赝势(USPP)或投影扩充波(PAW)方法描述。价值64900元。

   主要功能

 · 采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体;
 · 计算材料的结构参数(键长,键角,晶格常数,原子位置等)和构型;
 · 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数);
 · 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF);
 · 计算材料的光学性质;
 · 计算材料的磁学性质;
 · 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等);
 · 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟
 · 从头分子动力学模拟;

 · 计算材料的激发态(GW准粒子修正)。