（一）量子化學計算如何選擇硬件配置
由於分子的類型、體系和模擬算法，以及各種應用和精度要求，都有不同的計算特點，對計算機硬件（CPU、內存、硬盤、GPU）配置要求有很大的差異 ，那麼如何選擇好服務器/工作站的硬件配置，提高計算速度，縮短求解時間？主要看用量子化學計算軟件的算法，及做什麼求解，因爲算法和精度決定了計算特點和求解規模，合理的硬件配置，大大發揮機器性能，縮短求解時間。
主要量子化學軟件：Gaussian，GAMESS，MOLPRO，NWChem
1.1量子化學算法、精度與計算成本
1.2原子體系規模、算法及硬件配置特點
NO | 體系規模劃分 | 主要算法 | 硬件配置最低推薦 |
1 | 1000個原子以上 | 分子力學 | 多GPU架構 |
2 | 250-1000個原子 | 半經驗或DFTB | 4核~16核+32~64GB內存 |
3 | 100-250個原子 | 密度泛函DFT | 4核~44以上+64~128GB |
4 | 25-100個原子 | 多體微擾理論方法MPn | 8核~64核+128~256GB+高io
|
5 | 10-25個原子 | 耦合簇CCSD(T) | 8~64核+192GB+高io |
6 | 10個原子以下 | 組態相互作用法CI/CC | 8~96核以上+256GB+高io
|
1.3以Gaussian爲例，先看多核並行計算測試
（1）基於Gaussian 09版本
這個測試分別用4核、8核、16核、32核、64核進行求解，從計算結果看，多核並行加速比很理想
（2）基於Gaussian 16版本多核並行計算測試
這個測試分別對8核、16核、32核、44核進行求解，從計算結果看，多核並行加速比到32核很理想，44核已經對求解沒有多大提升了
數據來源： http://www.hpc.co.jp/benchmark20150706.html
1.4 量子化學計算硬件配置特點
（1）不同算法的並行計算的核數加速比有所差異，不完全是線性的
（2）最新CPU架構和提升頻率，對縮短求解時間非常顯著
（3）精度高求解計算量大，對CPU頻率和核數、內存容量、硬盤io要求均有很高要求
| CPU | 內存 | 硬盤 | GPU |
HF和DFT | 非常重要 | 不可忽視 |
| 支持 |
MP2，MP4 |
| 重要 | 非常重要 |
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TD-DFT | 非常重要 | 不可忽視 |
| 支持 |
SAC-CI |
| 非常重要 | 非常重要 |
|
數據來源：http://www.hpc.co.jp/chem/c_select_hardware.html
（4）核數與內存比例爲 1:4最爲理想
（5）支持Tesla K40或K80 的GPU計算，顯存需12GB以上，但算法有侷限性，同時性價比不好
（6）組成集羣的計算節點配置最好採用4核~10核超高頻，效率最高
（二）基於量子化學計算，UltraLAB完美硬件配置推薦
2.1 UltraLAB圖形工作站機型介紹
UltraLAB是西安坤隆計算機科技有限公司推出的定製圖形工作站品牌，經過多年發展，該產品擁有傲視羣雄的三大領先優勢：先進計算硬件架構、完整齊全行業應用定製方案、專業硬件系統優化技術，大幅超越同類的“圖形工作站”產品。以下是基於量子化學計算應用最快硬件架構產品系列：
NO | 機型種類 | 硬件特點 | 計算規模劃分 |
1 | 極速工作站 H360 | 擁有最高頻率4核5.1GHz | 中小計算規模，低精度應用 |
2 | 極速工作站H480 | 具備一定核數與超高頻率兩者完美結合， 如：6核4.5GHz，8核4.3GHz，10核4.3GHz | 中等計算規格，精度略高應用 |
3 | 極速工作站H610 | 具有雙Xeon架構（最多44核）的自動超頻加速 | 中大計算規模，高精度應用 |
4 | 高性能工作站 EX610 | 雙Xeon 自動超頻加速(最多44核）+ 8個並行存儲 | 大計算規模，高精度應用 |
5 | 超級圖形工作站 Alpha720 | 配備四顆Xeon（最高96核）+16個並行存儲 | 超大計算規模，超高精度應用 |
2.2 硬件配置參考
NO | 型號 | 配置規格 | 報價 |
1 | UltraLAB H360 15116-TBA | Intel至尊處理器(4核5.1GHz)/ 16GBDDR4 /Quadro K620/ 2TB SATA企業級/塔式(865w)/23"圖顯 | 17300 |
2 | UltraLAB H480 14532-S2TBA | Intel至尊處理器(6核4.5GHz)/ 32GBDDR4 /Quadro K620/ 256GB SSD+2TB SATA企業級 /塔式(865w)/23"圖顯 | 23500 |
3 | UltraLAB H480 14332-S2TCA | Intel至尊處理器(8核4.3GHz)/ 32GBDDR4 /Quadro K620/ 256GB SSD+2TB SATA企業級/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 31200 |
4 | UltraLAB H480 14364-S5TCA | Intel至尊處理器(10核4.3GHz)/ 64GB DDR4 /Quadro P600/ 512GBSSD+4TBSATA企業級/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 45000 |
5 | UltraLAB H610 23664-S5TCA | 2*Xeon E5 2667v4(16核3.6GHz)/ 64GBDDR4 /Quadro P600/ 512GBSSD+4TBSATA企業級/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 65000 |
6 | UltraLAB H610 23396-S5TCB | 2*Xeon E5 2687Wv4(24核3.3GHz)/ 96GBDDR4 /Quadro P600/ 512GB SSD+4TB SATA企業級/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 75000 |
7 | UltraLAB H610 230128-SATCB | 2*Xeon E5 2697v4(32核3.0GHz)/ 128GB DDR4 /Quadro P2000/ 1TBSSD+4TBSATA企業級/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 96500 |
8 | UltraLAB EX610 227192-SA28TB | 2*Xeon E5 2699v4(44核2.8GHz)/ 192GBDDR4 /Quadro P2000/ 1TBSSD企業級+28TB並行存儲/ 塔式(865w)/23"圖顯 | 135000 |
9 | UltraLAB Alpha720 427256-SA28TC | 4*Xeon E7 8867v3(64核2.7GHz)/ 256GBDDR3 /Quadro P4000/ 1TBSSD企業級+28TB並行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 | 235000 |
10 | UltraLAB Alpha720 427384-SA28TC | 4*Xeon E7 8867v4(72核2.7GHz)/ 384GBDDR4 /Quadro P4000/ 1TBSSD企業級+28TB並行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 | 279000 |
11 | UltraLAB Alpha720 427512-SB28TC | 4*Xeon E7 8890v4(96核2.7GHz)/ 512GBDDR4 /Quadro P4000/ 2TBSSD企業級+28TB並行存儲/ 雙塔式(1600w)/23"圖顯 | 360000 |
備註：以上價格僅供參考
上述配置其顯著特點，
（1）全部採用最新intel硬件架構
（2）提供不用規模的高效完美硬件配置，滿足不同算法和精度計算需求
（3）每個配置架構，CPU頻率達到極致，提升性能關鍵指標
（4）足夠多核數，並行存儲高io，滿足高精度計算，均衡無死角
（5）整機全部提供系統優化，大幅提升計算速度
（6）支持GPU計算擴展
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