? ? 以下沒有任何廣告成分（也沒人找我打廣告啊oge）

? ? ?我發(fā)現(xiàn)有不少課題組只做應(yīng)用性計(jì)算，想為自己實(shí)驗(yàn)摸索機(jī)理，篩選先導(dǎo)化合物等，或者給文章加點(diǎn)色。?當(dāng)然不是所有跑計(jì)算都必須整一臺(tái)昂貴的服務(wù)器，或者租服務(wù)器。但普通的辦公臺(tái)式機(jī)或者筆記本又確實(shí)性能不夠。

??? 比如學(xué)校給配了一臺(tái)12700k，核顯，十二代i7，日常辦公性能妥妥的。但是用來跑Gromacs或者Amber動(dòng)力學(xué)模擬，跑蛋白質(zhì)模擬，500個(gè)殘基，跑50ns可能就得十天的時(shí)間?，但如果加上一塊2000塊錢的3060顯卡，一天就跑完了。當(dāng)然還有內(nèi)存，硬盤等注意事項(xiàng)，下文會(huì)給出介紹。

? ?以下內(nèi)容給一些想做計(jì)算入門買配置的同學(xué)一些建議。

首先你應(yīng)該明確一件事，你要跑的是哪種計(jì)算？

目前我所了解的，大致有三大類，不包括制圖動(dòng)畫渲染等。

1：量子化學(xué)計(jì)算

2：動(dòng)力學(xué)模擬

3：生信DNA比對(duì)等，深度學(xué)習(xí)Pytorch，Tensorflow。

之所以這樣分，是因?yàn)樗鼈兯枧渲脗?cè)重點(diǎn)不同。

其實(shí)計(jì)算主要講究兩點(diǎn)，算的動(dòng)，跑的快。

根據(jù)自己要跑的類型選擇合適的配置很重要。

? ??首先簡單了解一下計(jì)算機(jī)各個(gè)硬件配置。以及選購計(jì)算配置時(shí)候需要注意的地方。

以下盡量簡要說明。

CPU+GPU：首先就是CPU了，Central Processing Unit，中央處理器，從名字就可以看出來，CPU就是電腦的核心，負(fù)責(zé)電腦的所有計(jì)算和調(diào)度。

? ??動(dòng)力學(xué)模擬：經(jīng)常可以看到網(wǎng)上推薦配置，可以高顯低U，5600+3060，12600kf+3080，13600kf+4090等。其實(shí)這樣搭配用來打游戲很不錯(cuò)，但是做計(jì)算就沒有這個(gè)限制了，CPU性能越高越好，不管是做什么類型的計(jì)算，尤其是對(duì)于消費(fèi)級(jí)CPU做計(jì)算來說，性能只會(huì)不夠，不會(huì)過剩。

CPU和GPU搭配的話，AMD選8核以上的，下文有介紹，這里不建議選AMD的顯卡，倒不是說性價(jià)比方面，目前來說Nvidia的顯卡做計(jì)算的生態(tài)更完整一些。

動(dòng)力學(xué)模擬來說：

個(gè)人建議最低：13600kf? + 3070? （7000元左右）

……（中間靈活搭配）

（目前消費(fèi)級(jí)最好的搭配）13900kf + 4090?（20000~25000）

? 英特爾型號(hào)：選13600kf，13700kf ,13900kf ，其他的暫不建議。

（13900ks沒有必要買，比13900kf貴2000左右，性能最多強(qiáng)5%，其實(shí)就是這款體質(zhì)很好，官方給這款CPU默頻加了0.2GHz，這2000塊錢升級(jí)其他配置更劃算）

AMD型號(hào)：推薦12核以及以上，至少8核心。5000系列 5900X，選7000系列 8核心以上的；

注：散片會(huì)更便宜一些，但體質(zhì)會(huì)差一些，無法超頻，或者超頻很不穩(wěn)定，建議買盒裝，穩(wěn)一點(diǎn)。注意裝機(jī)的時(shí)候AMD CPU的針腳不要弄歪了。

顯卡部分:

? ? 顯卡是一個(gè)硬件，電腦出廠的時(shí)候配的，電腦最早時(shí)候沒有顯卡，電腦的圖像處理由CPU負(fù)責(zé)。CPU算完才能把圖像投到顯示屏上，后來發(fā)現(xiàn)需要渲染計(jì)算的圖像越來越復(fù)雜，增大了CPU的負(fù)擔(dān)。這時(shí)候有人又推出了一個(gè)芯片GPU，專門處理圖像計(jì)算。最早的GPU只是采用被動(dòng)散熱，為了增強(qiáng)散熱加上鰭片，再后來GPU功耗越來越高，就演變目前我們?？匆姷碾p風(fēng)扇顯卡，三風(fēng)扇顯卡。

? ? 那有人可能就問了，GPU既然是用來計(jì)算渲染圖像的，那它和計(jì)算加速有什么關(guān)系呢？

? ?那我們就要看一下CPU和GPU的結(jié)構(gòu)差異了，當(dāng)然這里只做簡單的說明。

? ?CPU里面有很多結(jié)構(gòu)，控制單元，運(yùn)算單元等，但是呢CPU里面的運(yùn)算單元雖然強(qiáng)，但是數(shù)量少；GPU就不一樣了，GPU里面的運(yùn)算單元就多了，可達(dá)幾千甚至上萬。所以GPU很適合做簡單的大量運(yùn)算，就像處理圖像像素一樣。

? ?后來人們發(fā)現(xiàn)，既然GPU里面有這么多計(jì)算單元，除了用來處理圖像，那可以做其他類型的計(jì)算嗎？

? ? 經(jīng)過科研人員一系列的探索，確實(shí)讓GPU大大加速了其他類型的計(jì)算。比如GPU加速視頻合成、深度學(xué)習(xí)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Tensor放到GPU上運(yùn)算、把動(dòng)力學(xué)模擬中PME計(jì)算放到GPU上計(jì)算等等。相比于單一的CPU可以成倍節(jié)省時(shí)間。

當(dāng)然需要注意的是，不是所有的程序計(jì)算都可以用到GPU。

如果你是做機(jī)器學(xué)習(xí)，煉丹的話，肯定需要GPU加速，而且需要較大的顯存，也需要較多的內(nèi)存和硬盤，當(dāng)然簡單的做一些分辨天氣，識(shí)別數(shù)字訓(xùn)練，常用的12GB也夠用，預(yù)算充足的話買3090，4090也可以。

? ? 做動(dòng)力學(xué)模擬也需要GPU加速，可以為你的模擬提速十倍甚至更多，我的其他專欄有介紹，不過這個(gè)并不需要多大的顯存?？梢再I個(gè)大一點(diǎn)的固態(tài)硬盤比如2TB或者更多，比如10萬個(gè)原子，跑100ns，動(dòng)力學(xué)模擬產(chǎn)生的軌跡文件.xtc，加上定中心、消除平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)等處理也要好幾GB儲(chǔ)存，建議1TB起步，而且最好買固態(tài)，速度快而且耐用，支持一波國產(chǎn)。

? ??量化計(jì)算的話，到不需要那么要求GPU，目前支持的GPU的量化程序比較少，像CP2K支持，但是也支持特定的幾種GPU比如，P40，P100，A100，H100。

? ? ?如果你只是跑量化計(jì)算中的一些有機(jī)小分子（100個(gè)原子以下），做優(yōu)化，單點(diǎn)能，過渡態(tài)，結(jié)合能等或者100個(gè)原子左右的aimd。倒也不用非得個(gè)昂貴服務(wù)器級(jí)別的CPU，像13600kf就可以算的動(dòng)100個(gè)原子的opt+freq在def2svp或6-31g(d,p)，順利的話一天之內(nèi)就可以完成。100個(gè)原子的單點(diǎn)能def2tzvp或者6-311+g(d,p)也就是三四個(gè)小時(shí)左右可以算完。

? 內(nèi)存方面

需要注意的是，跑量化計(jì)算內(nèi)存一定要大，比如做結(jié)構(gòu)優(yōu)化，很多情況下都要做一下頻率分析，而頻率分析就要求二階導(dǎo)數(shù)，這時(shí)候就比較需要內(nèi)存容量了。如高斯 def2svp，opt freq，100原子左右，需要32GB內(nèi)存才算的動(dòng)，opt收斂以后，打開資源管理器查看，做freq就需要20GB多內(nèi)存占有，常規(guī)的16GB內(nèi)存肯定是算不動(dòng)的。不過消費(fèi)級(jí)主板一般最可擴(kuò)充大內(nèi)存也就128GB，預(yù)算有限的可以先插16GB*2，以后再擴(kuò)充。

硬盤方面

? ? ?還有有就是硬盤部分。一般來說量化計(jì)算算出的結(jié)果只有幾百M(fèi)B。但是仍然建議你買至少1TB的固態(tài)，推薦2TB。像量化計(jì)算過程中會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)文件，當(dāng)然這些臨時(shí)文件會(huì)被自動(dòng)刪除然后再生成。所以會(huì)不停的在你硬盤上擦寫，會(huì)磨損硬盤的使用壽命，打開資源管理器就可以看到，有時(shí)候你會(huì)看到磁盤寫入量。比如我上次三天天沒關(guān)電腦，一直在跑高斯，打開以后就看到。其實(shí)都是臨時(shí)產(chǎn)生的，1TB和2TB基本都能存下臨時(shí)產(chǎn)生的文件，但是他們的TBW（Total Bytes Written）差別比較大，簡單理解為一個(gè)固態(tài)硬盤總可寫入量，一般認(rèn)為這個(gè)參數(shù)越大耐用度越好，一般廠家質(zhì)保固態(tài)硬盤不僅有時(shí)間限制，也有TBW限制。比如廠家質(zhì)保三年360TBW，也就是在你三年之內(nèi)沒有超過這個(gè)寫入限制，硬盤出問題，廠家會(huì)保修的。同樣大的硬盤也會(huì)有不同的TBW差異。所以買的時(shí)候一定要注意這個(gè)參數(shù)，最好買PCIe 4.0接口的，加個(gè)散熱貼片或者馬甲的。

? ?日常辦公360TBW也是夠用的，一般來說日常使用都是用不完的。當(dāng)然對(duì)于量化計(jì)算就不一樣的，這種程序比較磨損硬盤。就比如我跑高斯一天寫入量500GB左右。那不出三年，差不多這個(gè)硬盤磨損就到頭了，會(huì)很大程度上影響硬盤的健康值。一旦固態(tài)硬盤壞掉，里面的數(shù)據(jù)幾乎無法恢復(fù)，詳細(xì)原因可以了解一下固態(tài)硬盤的構(gòu)造原理。

電源部分：

? ? 省什么都不要省電源，因?yàn)檫@個(gè)硬件出問題了就會(huì)很嚴(yán)重（起火或者爆炸），當(dāng)然這個(gè)幾率非常小，這個(gè)小幾率往往出現(xiàn)在以下情況，電腦用電功率大于電源最高功率，電源材質(zhì)太差等。長時(shí)間的滿載運(yùn)行計(jì)算機(jī)也會(huì)損耗電源壽命，跑計(jì)算就屬于這種情況，跑一個(gè)任務(wù)幾天不關(guān)電腦很正常。尤其是動(dòng)力學(xué)模擬，能把GPU和CPU同時(shí)吃滿，所以十分推薦買一個(gè)好的電源。買大一線廠家的比如海韻，振華等。選擇貴一些的，有7或者10年質(zhì)保的那種。貴一些的電源大概1000左右，當(dāng)然會(huì)有些溢價(jià)，一般我們把電腦放到實(shí)驗(yàn)室，保險(xiǎn)一些。電源功率買比電腦滿載功率大個(gè)200瓦左右都可以，求穩(wěn)。至于電腦滿載功率預(yù)計(jì)有多少，網(wǎng)上有很多教程，請(qǐng)大家根據(jù)需要自行查詢。

最后補(bǔ)充一些購買和裝機(jī)配置常注意的地方

顯卡：目前中國生產(chǎn)顯卡的最大三家廠家分別為 華碩，微星，技嘉。當(dāng)然還有準(zhǔn)一線，二線，三線品牌等。在這不再多介紹。每一家生產(chǎn)顯卡都有大致分為三種檔次，入門，主流，旗艦。當(dāng)然還有更細(xì)分，丐，入門，主流，（次旗艦），旗艦，超旗艦信仰（高檔，高高興興上當(dāng)那種）。當(dāng)然這里可選擇的太多了。主流顯卡和旗艦卡性能差距不會(huì)超過5%。如果預(yù)算有限，就直接選主流顯卡就行了，華碩的TUF系列就不錯(cuò)，堆料也規(guī)整。

礦卡：這里再寫補(bǔ)充一小段，如果你老板每月發(fā)200補(bǔ)助，自費(fèi)玩計(jì)算，貸款上班，生活窮困潦倒，礦卡倒也不是不能買，如果只跑量化計(jì)算的就不要顯卡了，最低買個(gè)13600k+32GB內(nèi)存，自帶核顯，不到5000。如果跑動(dòng)力學(xué)模擬的話，5700X，12400f，13400f，12600kf等配3060（礦）或者3060ti（礦），5000左右吧，精打細(xì)算的話，4000左右預(yù)算也能裝。像500個(gè)蛋白質(zhì)殘基，全原子力場，1.2nm截?cái)啵惶煲材芘?00ns左右。同款的新卡和礦卡性能差距10%左右，如果卡質(zhì)量比較好的話差距更低，買礦卡，一定要找一個(gè)有質(zhì)保的，信譽(yù)好的商家。比如兩年質(zhì)保，最起碼壞了給你返修，就像前一陣子，我買了一張3070礦卡（窮困潦倒），2000出頭，比新卡便宜了1000。噪音比較大，偶然會(huì)出卡機(jī)的小問題，畢竟省了1000塊錢用著還不錯(cuò)。（后來借錢買新的了doge）

如果有說的不對(duì)的地方還請(qǐng)批評(píng)指正，歡迎討論交流。

后續(xù)會(huì)持續(xù)更新本專欄，敬請(qǐng)關(guān)注……

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