VASP/fr

VASP, pour Vienna ab initio Simulation Package, est un logiciel servant à modéliser les matériaux à l'échelle atomique avec, par exemple, le calcul des propriétés électroniques et la dynamique moléculaire par mécanique quantique.

Licence

VASP peut seulement être utilisé par les groupes de recherche ayant obtenu une licence auprès de son développeur, VASP Software GmbH. Votre chercheur principal (PI, professeur) doit s'inscrire sur le site web de VASP et obtenir une licence.

Quand vous avez votre licence et que vous voulez utiliser les binaires VASP disponibles sur les grappes Fir, Nibi ou Trillium, écrivez au soutien technique et indiquez : * les renseignements sur le détenteur de la licence (votre chercheur principal) : * nom; * courriel; * nom du département et de l'établissement universitaire; * les renseignements sur la licence : * la version (4 ou 5); * le numéro de la licence VASP; * faites-nous parvenir une mise à jour de la liste des personnes autorisées à utiliser votre licence, par exemple en nous transmettant le dernier courriel reçu de votre gestionnaire de licence à ce sujet.

La licence pour la version 5 vous permet d'utiliser aussi la version 4; par contre, la licence pour la version 4 ne vous permet pas d'utiliser la version 5. De même pour la version 6, vous pouvez utiliser les versions 5 et 4.

Dépendant de votre licence, vous pouvez installer VASP vous-même. Voir Construire VASP par vous-même ci-dessous.

Pourquoi ?

VASP Software GmbH n'accorde de licences qu'aux groupes employés par une seule et même entité juridique, ce qui est incompatible avec notre mode de fonctionnement. Nous avons tenté de négocier un accord avec le concédant de licence afin de pouvoir installer le logiciel sur toute notre infrastructure, mais sans succès. Veuillez consulter les conditions de votre propre licence, car vous êtes probablement soumis à la même restriction. Cela limite l'assistance que nous pouvons vous offrir pour installer le logiciel.

Exception pour certains sites

L'Université Simon-Fraser (Fir), l'Université de Waterloo (Nibi) et l'Université de Toronto (Trillium) possèdent des licences VASP, ce qui permet à certains membres du personnel d'avoir accès à des versions spécifiques, de les installer et d'offrir une assistance limitée.

Utilisation des modules VASP

Pour charger une version préconstruite de VASP sur Fir et Nibi, les directives sont :

# Pour vasp/5.4.4
module load StdEnv/2023 intel/2023.2.1 intelmpi/2021.9.0
# Pour vasp/6.4.2
module load StdEnv/2023 intel/2023.2.1 intelmpi/2021.9.0
module load vasp/6.4.2

1. Pour connaître les versions disponibles, lancez module spider vasp.
2. Sélectionnez votre version et lancez module spider vasp/<version> pour connaître les dépendances qui doivent être chargées avec cette version.
3. Chargez les dépendances et le module VASP, par exemple :

   module load StdEnv/2023 intel/2023.2.1 intelmpi/2021.9.0
   module load vasp/6.4.2
   

   Pour plus d'information, consultez Utiliser des modules.

Pour utiliser VASP sur Trillium, chargez les modules comme suit :

# Pour vasp/5.4.4
module load StdEnv/2023 intel/2023.2.1 intelmpi/2021.9.0
module load imkl/2023.2.0
module use /opt/software/commercial/modules
module load vasp/5.4.4

# Pour vasp/6.4.2
module load StdEnv/2023 intel/2023.2.1 intelmpi/2021.9.0 hdf5/1.14.2
module use /opt/software/commercial/modules
module load vasp/6.4.2

Pour l'information sur comment utiliser Trillium, voir Trillium : Guide de démarrage.

Pseudopotentiels

Tous les pseudopotentiels ont été téléchargés à partir du site officiel de VASP sans être décompressés. Ils sont situés dans $EBROOTVASP/pseudopotentials/ sur Cedar et Graham. Le module VASP doit être chargé pour que vous puissiez avoir accès aux pseudopotentiels.

Programmes exécutables

Pour VASP 4.6, les fichiers exécutables disponibles sont : * vasp pour les calculs standards de NVT avec des points k non-gamma * vasp-gamma pour les calculs standards de NVT avec uniquement des points k gamma * makeparam pour estimer la quantité de mémoire requise pour opérer VASP sur une grappe en particulier

Pour VASP 5.4.1, 5.4.4 et 6.1.0 (sans CUDA), les fichiers exécutables disponibles sont : * vasp_std pour les calculs standards de NVT et les points k non-gamma * vasp_gam pour les calculs standards de NVT avec uniquement des points k gamma * vasp_ncl pour les calculs de NPT avec des points k non-gamma

Pour VASP-5.4.4 et 6.1.0 (avec CUDA), les fichiers exécutables disponibles sont : * vasp_gpu pour les calculs standards de NVT et les points K gamma et non-gamma * vasp_gpu_ncl pour les calculs de NPT avec des points K gamma et non-gamma

Les deux extensions suivantes sont aussi incorporées : * Transition State Tools * VASPsol

Si la version de VASP que vous voulez utiliser n'est pas offerte, vous pouvez soit la construire vous-même (voir ci-dessous) ou demander au soutien technique de la construire et l’installer.

Vasp-GPU

Conseil pour l'optimisation des GPU

Les fichiers exécutables Vasp-GPU peuvent être utilisés sur les CPU et les GPU. Comme il est beaucoup plus coûteux de faire des calculs de base sur GPU, nous recommandons fortement d’effectuer des essais (benchmarking) avec un ou deux GPU pour vous assurer que leur utilisation est optimale. Dans la figure 1 nous avons l’exemple de Si cristallin qui contient 256 atomes dans une boîte de simulation. Les lignes illustrent la durée de la simulation en fonction du nombre de CPU utilisés : bleue avec 0 GPU, noire avec 1 GPU et rouge avec 2 GPU. Nous remarquons qu’avec 1 CPU, la performance avec 1 ou 2 GPU est au-delà de 5 fois meilleure que sans GPU. Cependant, entre 1 et 2 GPU, la performance varie peu; en fait, l'utilisation de 2 GPU est d'environ 50 % dans notre système de monitorage. Il est donc recommandé d’effectuer ce type de test sur l’ordinateur que vous utiliserez afin d’économiser les ressources de calcul.

Exemple de script

Le script de tâche suivant exécute VASP en parallèle avec l'ordonnanceur Slurm.

vasp_job.sh

#!/bin/bash
#SBATCH --account=<ACCOUNT>
#SBATCH --ntasks=4             # nombre de processus MPI
#SBATCH --mem-per-cpu=1024M    # mémoire
#SBATCH --time=0-00:05         # temps (JJ-HH:MM)
module load intel/2020.1.217  intelmpi/2019.7.217 vasp/<VERSION>
mpirun <VASP>

• Ce script demande quatre cœurs et 4096 Mo de mémoire (4x1024Mo).
• <ACCOUNT> est le nom du compte Slurm; pour connaître la valeur à entrer, consultez Exécuter des tâches, section Comptes et projets.
• <VERSION> est le numéro de version de VASP que vous voulez utiliser : 4.6, 5.4.1, 5.4.4 ou 6.1.0.
• <VASP> est le nom de l'exécutable; voyez la section Programmes exécutables ci-dessus pour les exécutables que vous pouvez choisir.

vasp_gpu_job.sh

#!/bin/bash
#SBATCH --account=<ACCOUNT>
#SBATCH --cpus-per-task=1      # nombre de processus CPU
#SBATCH --gres=gpu:p100:1      # Nombre de GPU type:p100 (type valide uniquement pour cedar)
#SBATCH --mem=3GB              # mémoire
#SBATCH --time=0-00:05         # temps (JJ-HH:MM)
module load intel/2020.1.217  cuda/11.0  openmpi/4.0.3 vasp/<VERSION>
mpirun <VASP>

• Ce script demande un (1) cœur CPU et 1024 Mo de mémoire.
• Ce script demande un (1) GPU de type p100, disponible uniquement sur Cedar; voyez les types disponibles sur les autres superordinateurs.
• La tâche utilise srun pour faire exécuter VASP.

VASP utilise quatre fichiers d'entrée, soit INCAR, KPOINTS, POSCAR et POTCAR. Il est préférable de préparer les fichiers d’entrée dans un répertoire différent pour chaque tâche. Pour soumettre la tâche à partir du répertoire, utilisez :

sbatch vasp_job.sh

Si vous ignorez combien de mémoire votre tâche nécessite, préparez tous vos fichiers d’entrée et exécutez makeparam dans une tâche interactive. Utilisez ensuite la quantité de mémoire obtenue en résultat pour la prochaine exécution. Pour obtenir une meilleure estimation pour les tâches futures, vérifiez quelle est la taille maximale de la pile de mémoire pour les tâches complétées et utilisez cette valeur pour demander la quantité de mémoire par processeur.

Si vous voulez utiliser 32 cœurs ou plus, consultez la politique d'ordonnancement des tâches, section Nœuds entiers ou cœurs.

Construire VASP par vous-même

Si vous disposez d'une licence VASP et que vous avez accès à du code source VASP, vous pouvez installer plusieurs versions dans votre répertoire /home sur toutes nos grappes avec les commandes EasyBuild suivantes.

eb -f [RECIPE NAME] --sourcepath=[SOURCEPATH]

où [SOURCEPATH] est le répertoire contenant le code source de VASP et [RECIPE NAME] est le nom de la recette. Le premier onglet du tableau ci-dessous affiche la liste des recettes disponibles ainsi que les fichiers sources requis correspondants. Dans ce tableau, VTSTtools et vaspSOL correspondent respectivement aux extensions Transition State Tools et VASPsol. Le deuxième onglet affiche la liste des bibliothèques incluses dans VASP. Vous pouvez télécharger le code source depuis le site web de VASP. L'exécution de la commande peut prendre plus d'une heure. Une fois l'opération terminée, vous pourrez charger et exécuter VASP à l'aide des commandes module, comme expliqué précédemment dans Utilisation des modules VASP.

Pour construire une version personnalisée de VASP, voir Installation de logiciels dans votre répertoire /home, Installing VASP 5 ou Installing VASP 6.

Spécification et implémentation de recettes

Nom de la recette	Version	Environnement	Fichier source	CPU/GPU	VTSTtools	vaspSOL
VASP-5.4.4-iimpi-2020a.eb	5.4.4	StdEnv/2023	vasp.5.4.4.pl2.tgz	CPU	oui	oui
VASP-6.1.2-iimpi-2020a.eb	6.1.2	StdEnv/2020	vasp.6.1.2_patched.tgz	CPU	oui	oui
VASP-6.2.1-iimpi-2020a.eb	6.2.1	StdEnv/2020	vasp.6.2.1.tgz	CPU	oui	oui
VASP-6.3.0-iimpi-2020a.eb	6.3.0	StdEnv/2020	vasp.6.3.0.tgz	CPU	oui	oui
VASP-6.3.1-iimpi-2020a.eb	6.3.1	StdEnv/2020	vasp.6.3.1.tgz	CPU	oui	oui
VASP-6.4.2-iimpi-2023a.eb	6.4.2	StdEnv/2023	vasp.6.4.2.tar	CPU	oui	oui
VASP-6.4.3-iimpi-2023a.eb	6.4.3	StdEnv/2023	vasp.6.4.3.tar	CPU	oui	oui
VASP-6.5.0-iimpi-2023a.eb	6.5.0	StdEnv/2023	vasp.6.5.0.tgz	CPU	non	non
VASP-6.5.1-iimpi-2023a.eb	6.5.1	StdEnv/2023	vasp.6.5.1.tgz	CPU	non	non

Bibliothèques incluses

Nom de la recette	Fonction de Wannier	Beef	HDF5	LibXC	ELPA	Libmbd	dft4
VASP-5.4.4-iimpi-2020a.eb	oui	oui	non	non	non	non	non
VASP-6.1.2-iimpi-2020a.eb	oui	oui	non	non	non	non	non
VASP-6.2.1-iimpi-2020a.eb	oui	oui	non	non	non	non	non
VASP-6.3.0-iimpi-2020a.eb	oui	oui	oui	oui	non	non	non
VASP-6.3.1-iimpi-2020a.eb	oui	oui	oui	oui	non	non	non
VASP-6.4.2-iimpi-2023a.eb	oui	oui	oui	oui	non	non	non
VASP-6.4.3-iimpi-2023a.eb	oui	oui	oui	oui	non	non	oui
VASP-6.5.0-iimpi-2023a.eb	oui	oui	oui	oui	oui	oui	oui
VASP-6.5.1-iimpi-2023a.eb	oui	oui	oui	oui	oui	oui	oui

Références

• Getting Started, guide sur le site Web de l'équipe de développement.
• py4vasp, interface Python pour l'extraction de données suite à des calculs avec VASP.