ORCA

Introduction

ORCA est un logiciel d'utilisation générale en chimie quantique qui offre souplesse, efficacité et facilité d'utilisation; l'outil est particulièrement utile pour la modélisation des propriétés spectroscopiques de molécules à couches de valence non remplie. ORCA permet d'employer un grand nombre de méthodes dont la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et autres méthodes semi-empiriques ainsi que des méthodes ab initio de corrélation simple ou multiple. L'outil traite également les effets environnementaux et relativistes.

Droit d'utilisation

Pour utiliser les modules exécutables ORCA préconstruits :

1. Remplissez le formulaire d'inscription que vous trouverez sur https://orcaforum.kofo.mpg.de/.
2. Vous recevrez par courriel un premier message pour confirmer votre adresse de courriel et activer le compte; suivez les directives de ce courriel.
3. Quand votre inscription sera faite, vous recevrez un deuxième courriel avec la mention registration for ORCA download and usage has been completed.
   
4. Faites parvenir une copie du deuxième courriel au soutien technique.

Versions

La version 5 de juillet 2021 comprend des modifications importantes par rapport à la version 4

ORCA 5

Les versions 5.0 à 5.0.3 comportaient des bogues qui ont été éliminés dans la version 5.0.4, notamment un problème qui touchait les gradients de dispersion D4. Nous recommandons donc que vous utilisiez la plus récente version, qui était 5.0.4 au moment d'écrire ces lignes. Les versions 5.0.1, 5.0.2 et 5.0.3 se trouvent dans notre pile logicielle, mais pourraient éventuellement être enlevées.

Chargez la version 5.0.4 avec

module load StdEnv/2020 gcc/10.3.0 openmpi/4.1.1 orca/5.0.4

ORCA 4

La version 4.2.1 est la plus récente; elle se trouve dans notre pile logicielle avec d'autres versions antérieures.

Chargez la version 4.2.1 avec

module load StdEnv/2020 gcc/9.3.0 openmpi/4.0.3 orca/4.2.1

ou

module load nixpkgs/16.09 gcc/7.3.0 openmpi/3.1.4 orca/4.2.1

Configuration des fichiers en entrée

En plus des mots clés qui sont nécessaires à l'exécution d'une simulation, assurez-vous de configurer les paramètres suivants :

• quantité de CPU

• maxcore

Utilisation

Pour connaître les versions disponibles, lancez module spider orca. Pour les détails en rapport avec un module spécifique (incluant les directives pour l'ordre dans lequel charger les modules requis), utilisez le nom complet du module, par exemple module spider orca/4.0.1.2.

Pour les directives générales, consultez Utiliser des modules.

Soumettre des tâches

Pour les directives générales, consultez Exécuter des tâches.

NOTE : Si certains exécutables ORCA présentent des problèmes avec MPI, vous pouvez essayer de définir les variables suivantes :

export OMPI_MCA_mtl='^mxm'
export OMPI_MCA_pml='^yalla'

Le script suivant exécute la tâche MPI run_orca.sh.

File : run_orca.sh

#!/bin/bash
#SBATCH --account=def-youPIs
#SBATCH --ntasks=8                 # cpus, the nprocs defined in the input file
#SBATCH --mem-per-cpu=3G           # memory per cpu
#SBATCH --time=00-03:00            # time (DD-HH:MM)
#SBATCH --output=benzene.log       # output .log file

module load StdEnv/2020  gcc/9.3.0  openmpi/4.0.3
module load orca/4.2.1
$EBROOTORCA/orca benzene.inp

Voici un exemple du fichier d’entrée benzene.inp :

File : benzene.inp

# Benzene RHF Opt Calculation
%pal nprocs 8 end
! RHF TightSCF PModel
! opt

* xyz 0 1
     C    0.000000000000     1.398696930758     0.000000000000
     C    0.000000000000    -1.398696930758     0.000000000000
     C    1.211265339156     0.699329968382     0.000000000000
     C    1.211265339156    -0.699329968382     0.000000000000
     C   -1.211265339156     0.699329968382     0.000000000000
     C   -1.211265339156    -0.699329968382     0.000000000000
     H    0.000000000000     2.491406946734     0.000000000000
     H    0.000000000000    -2.491406946734     0.000000000000
     H    2.157597486829     1.245660462400     0.000000000000
     H    2.157597486829    -1.245660462400     0.000000000000
     H   -2.157597486829     1.245660462400     0.000000000000
     H   -2.157597486829    -1.245660462400     0.000000000000
*

Notes

• Pour que le programme fonctionne efficacement et utilise toutes les ressources ou les cœurs requis par votre tâche, ajoutez la ligne %pal nprocs <ncores> end au fichier en sortie, comme dans l'exemple ci-dessus. Remplacez <ncores> par le nombre de cœurs que vous avez spécifié dans votre script.

• Si vous voulez redémarrer un calcul, supprimez le fichier *.hostnames (par exemple benzene.hostnames dans l'exemple ci-dessus) avant de soumettre la tâche suivante; autrement, la tâche échouera probablement, ce qui produira le message d'erreur All nodes which are allocated for this job are already filled.

(2019-09-06) Correctif temporaire au sujet de l'incohérence des versions OpenMPI

Lors de certains types de calculs (en particulier DLPNO-STEOM-CCSD), il est possible que des erreurs critiques surviennent. Ceci pourrait se produire si vous utilisez une version moins récente de OpenMPI (par exemple 3.1.2 comme suggéré par 'module' pour orca/4.1.0 et 4.2.0) que celle officiellement recommandée (soit 3.1.3 pour orca/4.1.0 et 3.1.4 pour orca/4.2.0). Pour résoudre ce problème, vous pouvez personnaliser la version de OpenMPI.

Les deux commandes suivantes personnalisent openmpi/3.1.4 pour orca/4.2.0 :

       module load gcc/7.3.0
       eb OpenMPI-3.1.2-GCC-7.3.0.eb --try-software-version=3.1.4

Une fois ceci terminé, chargez openmpi avec

       module load openmpi/3.1.4

Vous pouvez maintenant installer manuellement les binaires orca/4.2.0 à partir du forum officiel dans le répertoire /home, après avoir effectué l'enregistrement dans le forum ORCA officiel et avoir obtenu l'accès à l'application ORCA sur nos grappes.

Autres notes de l'auteur :

Ce correctif peut être appliqué dans l'attente de la mise à jour officielle de OpenMPI sur nos grappes. Une fois que cette mise à jour aura été faite, n'oubliez pas de supprimer les binaires installés manuellement.

La commande de compilation ne semble pas s'appliquer à openmpi/2.1.x.

Utilisation de NBO

Vous devez avoir accès à NBO pour pouvoir l'utiliser avec ORCA. NBO n'est pas un module distinct sur nos grappes, mais il est possible d'y avoir accès via les modules Gaussian qui sont installés sur Cedar et Graham. Pour pouvoir utiliser NBO avec ORCA, vous devez donc avoir accès à ORCA et aussi à Gaussian.

Exemple de script

Le nom du fichier d'entrée (dans le prochain exemple orca_input.inp) doit contenir le mot-clé NBO.

File : run_orca-nbo.sh

#!/bin/bash
#SBATCH --account=def-youPIs
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks=16
#SBATCH --mem-per-cpu=4000
#SBATCH --time=0-3:00:00

# Load the modules:

module load StdEnv/2020  gcc/10.3.0  openmpi/4.1.1 orca/5.0.4
module load gaussian/g16.c01

export GENEXE=`which gennbo.i4.exe`
export NBOEXE=`which nbo7.i4.exe`

${EBROOTORCA}/orca orca_input.inp > orca_output.out

Références

• ORCA tutorials
• ORCA Forum

Message Passing Interface

GNU Compiler Collection, an open source compiler collection