QMC@Home

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Steckbrief
Kategorie: Chemie
Betreiber: Universität Münster
Vorlage:Steckbrief Nationalität
Start: Dezember 2005
Status: Stabil
Checkpoints: Ja
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{{#if: | Anmelde-URL ({{{Typ}}}): | Anmelde-URL:}} http://qah.uni-muenster.de
Clients
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x86 x x -  ? -
Planet 3DNow! Teamstatistik {{#if: | ({{{Typ}}})}}
Platzierung Planet 3DNow!:
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(powered by {{#ifeq: QMC@Home | Folding@Home | P3D-Stats | BOINCstats}})

QMC@Home ist ein Projekt der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, das sich mit der Weiterentwicklung der Quanten Monte Carlo Methode hin zur allgemeinen Verwendbarkeit in der Quantenchemie befasst.

Projektbeschreibung[Bearbeiten]

So beschreibt sich das Projekt selbst:

Reaktionen zwischen Molekülen sind wichtig für praktisch alle Teile unseres Lebens. Die Struktur und Reaktivität von Molekülen kann von der Quantenchemie vorhergesagt werden, aber die Lösung der überaus komplexen Gleichungen der Quantentheorie benötigt gewaltige Rechenzeitkapazitäten. Mit unserem Projekt wollen wir die notwendige Rechenzeit aufbringen, um die sehr vielversprechende Quanten Monte Carlo (QMC) Methode hin zur allgemeinen Verwendbarkeit in der Quantenchemie weiter zu entwickeln.

(Copyright © 2007 AK Grimme)

Erfolge des Projekts[Bearbeiten]

QMC@Home kann sich mittlerweile als eines der erfolgreichsten Distributed Computing Projekte einer deutschen Universität bezeichnen. Es hat über 20.000 Teilnehmer aus aller Welt (etwa 7.200 werden als "Active" geführt) mit insgesamt über 40.000 aktiven Computern, welche laut Boincstats.com derzeit eine durchschnittliche Rechenleistung von ~24 TeraFLOPS (tatsächlich dürften es im Moment sogar ca. 30 TeraFLOPS sein) bereitstellen. (Stand: 15.Oktober '07)

Auf der Projekt-Homepage sind verschiedene Zeitungsartikel und sonstige Berichte zu finden.

Erste Ergebnisse wurden am 18. Januar 2008 auf den Seiten der American Chemical Society veröffentlicht: Toward the Exact Solution of the Electronic Schrödinger Equation for Noncovalent Molecular Interactions: Worldwide Distributed Quantum Monte Carlo Calculations Auszug: This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft in the framework of the SFB 424. The authors thank J. Budde, M. Heinrich, C. Diedrich and C. Mück-Lichtenfeld for technical assistance and more than 18000 volunteers worldwide for supporting QMC@HOME, especially K. Marks and D. Sutton

Planet 3DNow![Bearbeiten]

Planet 3DNow! nimmt seit dem 18.07.2006 mit einem eigenen Team an QMC@Home teil und erreichte am 04.02.2007 Platz 1. Dieser wurde im September/Oktober 2007 vom Team SETI.USA angegriffen. Im Verlauf des Kampfes um Platz 1 erreichte Planet 3DNow! Spitzenwerte von bis zu 1,4 Mio. Credits pro Tag und avancierte BOINC-weit zum zu diesem Zeitpunkt stärksten Team Deutschlands. Dennoch musste das Team den 1. Platz am 20.10.2007 abgeben.

Am 14.10.2007 überschritt das Team bei QMC@Home die Grenze von 50 Mio., am 19.12.2007 jene von 100 Mio. Credits und am 24.05.2010 erreichte das Team 300 Mio. Credits.

QMC@Home war 2008 und 2009 jeweils im Oktober Projekt des Monats.

Teilnahme[Bearbeiten]

Um bei QMC@Home teilzunehmen muss man BOINC installieren. Mehr zur Installation von BOINC gibt es hier im DC-Wiki.

QMC@Home profitiert besonders von L2-Cache des Prozessors, lastet aber die CPU sehr stark aus (siehe Stabilitätstest). Die nicht unwesentliche RAM Belegung kann bei geringen Kapazitäten zu Problemen führen.

Clients sind für Windows und Linux verfügbar.

Die Datenmenge beim Up/Download beträgt einmalig ca. 2-4MB sowie ~1-4MB pro Work-Unit.

Für AMD CPU's gibt es eine optimierte app, die mit SSE2 arbeitet. Näheres dazu "hier"

QMC unter Linux[Bearbeiten]

Sollte QMC mit den RC1-Anwendungen alle WUs abbrechen, dann könnte das daran liegen, dass die Bibliothek libstdc++.so.5 fehlt. Dies ist eine ältere Biblothek von GCC, die in aktuellen Versionen entfernt wurde. Ob die Bibliothek fehlt, lässt sich mit ldd prüfen, die Ausgabe könnte dann so aussehen:

ldd BOINC/projects/qah.uni-muenster.de/Amolqc-preRC1exp-501
       linux-gate.so.1 =>  (0xb7f5b000)
       libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0xb7f43000)
       libnsl.so.1 => /lib/libnsl.so.1 (0xb7f2d000)
       libgcc_s.so.1 => /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.1.2/libgcc_s.so.1 (0xb7f22000)
       libstdc++.so.5 => not found
       libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0xb7f0a000)
       libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7ee5000)
       libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7dbf000)
       /lib/ld-linux.so.2 (0xb7f5c000)

In diesem Beispiel fehlt die Bibliothek libstc++.so.5. Unter Gentoo sollte eine Installation des Pakets libstdc++-v3 mittels emerge helfen. Für andere Distributionen gibt es ebenfalls entsprechende Lösungen. Unter Ubuntu muss die libstdc++5 installiert werden, bei OpenSuse 11.1 64 Bit enthält das Paket libstdc++33-32bit die libstc++.so.5 Bibliothek, bei Ubuntu 9.04 32 Bit heißt das benötigte Paket libstdc++5.

Besonderheiten[Bearbeiten]

  • Das Projekt unterstützt Checkpoints.
  • QMC@Home vergibt fixe Credits
  • Das Quorum beträgt 1. Eine Work-Unit muss nur von einem Rechnern erfolgreich berechnet werden
  • Das Projekt nutzt die Funktion "resent lost results" nicht, WUs die manuell gelöscht wurden werden erst nach Ablauf der Deadline neu versendet
  • Die RAM Auslastung beträgt ~80MB pro aktiven Core sowie 200-400MB Virtuellen Arbeitsspeicher
  • QMC@Home profitiert von Befehlssatzerweiterungen nicht weiter (SSE, SSE2, SSE3, MMX, 3DNow! etc.). Der Code ist kompiliert mit dem Intel-Fortran-Compiler und optimiert mit dem Flag /02. Auf CPUs mit mindestens 512 kB L2-Cache läuft die Anwendung wesentlich besser.

Stabilitätstest[Bearbeiten]

Wie schon in etlichen Forumsdiskussionen berichtet wurde, lastet QMC die CPU noch weiter aus als der bekannte Stabilitätstest Prime95. Dies resultiert in ca. 2-5 °C höheren Prozessortemperaturen und kann daher als guter Systemtest angesehen werden.

Um ein System zu kennzeichnen, das einen 24h-Dauereinsatz in QMC fehlerfrei überstanden hat, kann man das Gehäuse mit einem "QMC Stable"-Sticker verzieren.

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