همه چیز درباره نرم افزار ABINIT ابینیت ☀️

ABINIT یک بسته نرم افزاری منبع‌باز برای محاسبات کوانتومی است که بر پایه نظریه تابع چگالی (DFT) و نظریه پتانسیل‌های کاذب ساخته شده است. این نرم افزار به پژوهشگران در زمینه‌های مختلف فیزیک حالت جامد، شیمی محاسباتی و علم مواد کمک می‌کند تا خواص الکترونی، ساختاری و دینامیکی مواد را با دقت بالا شبیه‌سازی کنند.

تاریخچه و توسعه ABINIT

ABINIT از دهه ۹۰ میلادی با هدف ایجاد یک ابزار رایگان و قابل توسعه برای شبیه‌سازی‌های کوانتومی آغاز به کار کرد. گروه‌های پژوهشی بین‌المللی در توسعه و بهبود این نرم افزار سهیم بوده‌اند. امروزه نرم افزار ابینیت ABINIT به عنوان یکی از پیشروترین نرم افزارهای منبع‌باز در زمینه محاسبات کوانتومی شناخته می‌شود.

توسعه منبع‌باز: مشارکت پژوهشگران سراسر جهان
به‌روزرسانی‌های مداوم: رفع باگ‌ها و افزودن ویژگی‌های جدید
پشتیبانی از استانداردهای علمی: همگام با پیشرفت‌های نظری و تجربی

ویژگی‌های برجسته ABINIT

نرم افزار ABINIT به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، انتخاب بسیار مناسبی برای پژوهش‌های علمی است:

۱. محاسبات دقیق با DFT

ABINIT با استفاده از نظریه تابع چگالی (DFT)، امکان محاسبه دقیق خواص الکترونی مواد از جمله انرژی کل، چگالی الکترونی و ساختار باندها را فراهم می‌کند. این ویژگی برای مطالعات نظری و تجربی بسیار حائز اهمیت است.

۲. انعطاف‌پذیری بالا

با پشتیبانی از چندین نوع پتانسیل کاذب و قابلیت سفارشی‌سازی الگوریتم‌ها، نرم افزار ابینیت ABINIT امکان شبیه‌سازی متنوع از سیستم‌های مختلف را فراهم می‌آورد. از ساختارهای بلوری تا سیستم‌های مولکولی پیچیده می‌توان با این نرم افزار کار کرد.

۳. کاربری در محیط‌های موازی

با توجه به نیازهای محاسبات سنگین در فیزیک حالت جامد، ABINIT از پردازش موازی و بهره‌گیری از سیستم‌های چند هسته‌ای پشتیبانی می‌کند که زمان محاسبات را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

۴. جامعه کاربری فعال و مستندات جامع

موجودیت مستندات گسترده، آموزش‌ها و انجمن‌های گفتگو به کاربران کمک می‌کند تا در کوتاه‌ترین زمان ممکن با مشکلات و چالش‌های احتمالی آشنا شوند و راه‌حل‌های لازم را بیابند.

کاربردهای ABINIT در علوم مختلف

ABINIT در چندین زمینه علمی کاربردهای گسترده‌ای دارد:

فیزیک حالت جامد: بررسی خواص الکترونی، نوسانات شبکه‌ای و رفتار اپتیکی مواد.
شیمی محاسباتی: تحلیل واکنش‌های شیمیایی و ساختار مولکولی.
علم مواد: پیش‌بینی خواص فیزیکی و شیمیایی مواد جدید.
مطالعات سطحی و پوشش‌دهی: شبیه‌سازی ساختارهای سطحی و لایه‌های نازک.

این کاربردها نشان‌دهنده اهمیت ابینیت به عنوان ابزاری چندمنظوره در تحقیقات علمی پیشرفته است.

نصب و راه‌اندازی نرم افزار ABINIT

مراحل نصب:

دریافت سورس کد:
می‌توانید سورس کد ABINIT را از وب‌سایت رسمی آن یا مخازن معتبر مانند GitHub دانلود کنید.
پیش‌نیازهای سیستم:
قبل از نصب، اطمینان حاصل کنید که محیط شما از کتابخانه‌های لازم مانند MPI، FFTW و سایر کتابخانه‌های علمی پشتیبانی می‌کند.
کامپایل و نصب:
با استفاده از کامپایلرهای مدرن (مانند gcc یا ifort) و دستورات استاندارد (مانند make)، نرم افزار را کامپایل کنید. مستندات رسمی به تفصیل مراحل نصب را توضیح داده‌اند.
تنظیمات اولیه:
پس از نصب، تنظیمات مربوط به مسیرها و فایل‌های پیکربندی را طبق نیازهای پروژه خود انجام دهید.

نکات مهم در نصب:

سازگاری نسخه‌ها:
همواره از نسخه‌های به‌روز کتابخانه‌ها و ابزارهای پشتیبانی شده استفاده کنید.
مشاوره با جامعه کاربری:
استفاده از انجمن‌ها و گروه‌های تخصصی می‌تواند به رفع خطاهای احتمالی در نصب کمک کند.

بهینه‌سازی محاسبات و نکات پیشرفته

برای بهره‌برداری بهتر از نرم افزار ابینیت ABINIT و کاهش زمان محاسبات، می‌توان از تکنیک‌های زیر استفاده کرد:

تنظیمات موازی‌سازی:
با استفاده از پردازش‌های موازی، محاسبات سنگین به بخش‌های کوچکتر تقسیم شده و بهبود سرعت کلی محاسبات حاصل می‌شود.
انتخاب پتانسیل کاذب مناسب:
بسته به نوع سیستم مورد مطالعه، انتخاب پتانسیل کاذب متناسب می‌تواند دقت نتایج را افزایش دهد.
بهینه‌سازی پارامترهای ورودی:
آزمایش با پارامترهای مختلف ورودی و تحلیل نتایج به بهبود دقت مدل‌ها کمک می‌کند.

جمع‌بندی

نرم افزار ABINIT به عنوان یک ابزار منبع‌باز و پیشرفته در زمینه محاسبات کوانتومی و فیزیک حالت جامد، نقش مهمی در پیشبرد تحقیقات علمی دارد. با بهره‌گیری از تکنیک‌های مدرن و مستندات جامع، پژوهشگران قادر خواهند بود تا شبیه‌سازی‌های دقیقی از خواص مواد انجام دهند و به نتایج قابل اعتمادی دست یابند.

این مقاله سعی داشت تا از جنبه‌های مختلف ABINIT شامل تاریخچه، ویژگی‌ها، کاربردها، نصب و بهینه‌سازی بپردازد تا راهنمایی جامع برای پژوهشگران و علاقه‌مندان به این حوزه فراهم آورد. بهره‌گیری از این نرم افزار می‌تواند تحولی در مطالعات علمی و پیشرفت فناوری ایجاد کند.

کلمات کلیدی

ABINIT
محاسبات کوانتومی
فیزیک حالت جامد
DFT
شبیه‌سازی مواد
نرم افزار منبع‌باز

این مقاله به عنوان یک راهنمای جامع می‌تواند مرجع خوبی برای دانشجویان، پژوهشگران و علاقه‌مندان به علم مواد و شیمی محاسباتی باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت به‌روزرسانی‌های اخیر، به منابع رسمی و مستندات ABINIT مراجعه کنید.

لیست سیستم های مرکز اجاره ابررایانه HPC-Center.ir به همراه قیمت و مشخصات سخت افزاری :

رندرینگ:

کارت گرافیک	CPU Thread	RAM (GB)	حافظه (GB)	CPU-Speed	ماهیانه(تومان)	هفتگی(تومان)	روزانه(تومان)
گرافیک 3090 (24 گیگ)	56	96	250 Nvme	2.40- 3.30 GHz	10,500,000	3,500,000	550,000
گرافیک 3090 (24 گیگ)	56	64	250 Nvme	2.40- 3.30 GHz	9,600,000	3,200,000	500,000

محاسباتی:

شماره	CPU-Thread	RAM (GB)	حافظه (GB)	CPU-Speed	ماهیانه(تومان)	هفتگی	روزانه
1	16	4	300sas	2.40-2.70 GHz	510,000	170,000	40,000
2	16	12	300sas	2.40-2.70 GHz	820,000	273,333	50,000
3	16	24	292sas	2.40-2.70 GHz	990,000	330,000	50,000
4	24	32	600sas	2.40- 2.70 GHz	1,500,000	500,000	100,000
5	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
6	24	24	292sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
7	24	24	292sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
8	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
9	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
10	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
11	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
12	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
13	24	24	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,440,000	480,000	100,000
14	24	24	600sas	2.50- 2.90 GHz	1,650,000	550,000	100,000
15	24	32	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,590,000	530,000	100,000
16	24	32	600sas	2.50- 2.90 GHz	1,800,000	600,000	100,000
17	24	48	290sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
18	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
19	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
20	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
21	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
22	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
23	24	48	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,710,000	570,000	100,000
24	24	64	300sas	2.50- 2.90 GHz	1,890,000	630,000	100,000
25	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
26	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
27	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
28	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
29	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
30	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
31	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
32	24	24	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
33	24	28	300sas	2.66-3.06 GHz	1,500,000	500,000	100,000
34	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
35	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
36	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
37	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
38	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
39	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
40	24	48	300sas	2.66-3.06 GHz	1,710,000	570,000	100,000
41	24	48	460 sas	2.66-3.06 GHz	1,800,000	600,000	100,000
42	24	48	600sas	2.66-3.06 GHz	2,000,000	666,667	100,000
43	24	64	292sas	2.66-3.06 GHz	1,890,000	630,000	100,000
44	24	64	300sas	2.66-3.06 GHz	1,890,000	630,000	100,000
45	24	64	300sas+300	2.66-3.06 GHz	2,100,000	700,000	100,000
46	24	64	300sas	2.80- 3.20 GHz	1,890,000	630,000	100,000
47	24	24	300sas	2.93-3.33 GHz	1,650,000	550,000	100,000
48	24	24	300sas	2.93-3.33 GHz	1,650,000	550,000	100,000
49	24	24	292sas	2.93- 3.33 GHz	1,650,000	550,000	100,000
50	24	32	300sas	2.93-3.33 GHz	1,800,000	600,000	100,000
51	24	32	300sas	2.93-3.33 GHz	1,800,000	600,000	100,000
52	24	48	290sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	100,000
53	24	48	300sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	100,000
54	24	48	300sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	100,000
55	24	48	300sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	100,000
56	24	48	300sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	100,000
57	24	48	300sas	2.93-3.33 GHz	1,950,000	650,000	110,000
58	24	64	300sas	2.93-3.33 GHz	2,100,000	700,000	100,000
59	24	64	300sas	2.93-3.33 GHz	2,100,000	700,000	100,000
64	24	64	300sas	2.93-3.33 GHz	2,100,000	700,000	100,000
60	24	64	592sas	2.93-3.33 GHz	2,250,000	750,000	100,000
61	24	64	292sas+300	2.93-3.33 GHz	2,250,000	750,000	110,000
62	24	64	584sas	2.93-3.33 GHz	2,250,000	750,000	100,000
63	24	128	300sas	2.93-3.33 GHz	2,700,000	900,000	130,000
65	24	32	300sas	3.06- 3.46 GHz	1,950,000	650,000	100,000
66	24	32	300sas	3.06- 3.46 GHz	1,950,000	650,000	100,000
67	24	48	300sas	3.06- 3.46 GHz	1,950,000	650,000	100,000
68	24	64	292sas	3.06- 3.46 GHz	2,100,000	700,000	120,000
69	24	128	300sas	3.06- 3.46 GHz	2,700,000	900,000	160,000
70	24	48	240ssd	3.36- 3.60 GHz	2,100,000	700,000	120,000
71	24	64	600sas	3.36- 3.60 GHz	2,100,000	700,000	120,000
72	24	64+56	500sas	3.36- 3.60 GHz	2,400,000	800,000	130,000
73	24	256	440sas	3.46-3.73 GHz	4,990,000	1,663,333	130,000
74	24	48	900sas	3.46-3.73 GHz	2,250,000	750,000	130,000
75	32	32	1.2T sas	2.60- 3.40 GHz	3,000,000	1,000,000	130,000
76	40	32	300sas	1.70- 2.10 GHz	2,100,000	700,000	200,000
77	40	32	900sas	3.00- 3.60 GHz	3,600,000	1,200,000	200,000
78	40	128	240ssd+900sas	3.00- 3.60 GHz	5,300,000	1,766,667	200,000
79	40	64	584sas	3.00- 3.60 GHz	4,050,000	1,350,000	200,000
80	40	64	584sas	3.00- 3.60 GHz	4,050,000	1,350,000	200,000
81	40	64	240ssd+300 sas	3.00- 3.60 GHz	4,100,000	1,366,667	200,000
82	40	64	900sas	3.00- 3.60 GHz	4,350,000	1,450,000	200,000
83	40	64	900sas	3.00- 3.60 GHz	4,350,000	1,450,000	200,000
84	40	96	900sas	3.00- 3.60 GHz	4,500,000	1,500,000	250,000
85	40	128	240ssd	3.00- 3.60 GHz	4,650,000	1,550,000	250,000
86	40	128	584sas	3.00- 3.60 GHz	4,800,000	1,600,000	250,000
87	48	64	584sas	2.40- 3.20 GHz	4,500,000	1,500,000	300,000
88	48	32	240ssd	2.50- 2.90 GHz	3,900,000	1,300,000	300,000
89	48	32	292sas	2.50- 2.90 GHz	3,900,000	1,300,000	300,000
90	48	48	900sas	2.50- 2.90 GHz	4,350,000	1,450,000	300,000
91	48	64	600sas	2.50- 2.90 GHz	4,650,000	1,550,000	300,000
92	48	96	900sas	2.50- 2.90 GHz	5,100,000	1,700,000	300,000
93	48	256	240ssd+1.8T	2.50- 2.90 GHz	7,750,000	2,583,333	300,000
94	48	64	300sas	2.70- 3.50 GHz	4,750,000	1,583,333	300,000
95	48	64	240ssd	2.70- 3.50 GHz	4,500,000	1,500,000	300,000
96	48	64	240ssd	2.70- 3.50 GHz	4,650,000	1,550,000	300,000
97	48	64	584sas	2.70- 3.50 GHz	4,800,000	1,600,000	300,000
98	48	64	900sas	2.70- 3.50 GHz	4,950,000	1,650,000	300,000
99	48	128	300sas	2.70- 3.50 GHz	5,200,000	1,733,333	300,000
100	48	128	600sas+1.8T	2.70- 3.50 GHz	6,300,000	2,100,000	300,000
101	48	96	900sas	2.70- 3.50 GHz	5,250,000	1,750,000	350,000
102	48	128	300sas+1.8T	2.70- 3.50 GHz	6,300,000	2,100,000	400,000
103	48	128	300sas	2.70- 3.50 GHz	5,400,000	1,800,000	400,000
104	48	128	600sas	2.70- 3.50 GHz	5,550,000	1,850,000	400,000
105	48	128	600sas	2.70- 3.50 GHz	5,550,000	1,850,000	400,000
106	48	128	900sas	2.70- 3.50 GHz	5,400,000	1,800,000	400,000
107	48	128	900sas	2.70- 3.50 GHz	5,400,000	1,800,000	400,000
108	48	64	300sas	2.50- 3.30 GHz	4,500,000	1,500,000	400,000
109	56	64	120ssd	2.40- 3.30 GHz	4,500,000	1,500,000	400,000
110	56	64	120ssd	2.40- 3.30 GHz	4,650,000	1,550,000	400,000
111	56	64	300sas	2.40- 3.30 GHz	4,650,000	1,550,000	400,000
	56	64	300sas	2.40- 3.30 GHz	4,650,000	1,550,000	400,000
112	56	64	300sas+1.8T	2.40- 3.30 GHz	5,850,000	1,950,000	400,000
113	56	64	600sas	2.40- 3.30 GHz	4,800,000	1,600,000	400,000
114	56	64	600sas	2.40- 3.30 GHz	4,800,000	1,600,000	400,000
115	56	64	900sas	2.40- 3.30 GHz	4,950,000	1,650,000	400,000
116	56	64	900sas	2.40- 3.30 GHz	4,950,000	1,650,000	400,000
117	56	64	900sas	2.40- 3.30 GHz	4,950,000	1,650,000	400,000
118	56	64	900sas	2.40- 3.30 GHz	4,950,000	1,650,000	400,000
119	56	64	600sas+1.8T	2.40- 3.30 GHz	6,000,000	2,000,000	400,000
120	56	128	600sas	2.40- 3.30 GHz	5,700,000	1,900,000	400,000
121	72	64	250 Nvme	2.30- 3.60 GHz	7,200,000	2,400,000	500,000
122	72	64	900sas	2.30- 3.60 GHz	7,200,000	2,400,000	500,000
123	80	128	600sas	2.00- 2.20 GHz	4,800,000	1,600,000	500,000
124	88	96	600sas	2.20- 3.60 GHz	10,000,000	3,300,000	600,000
125	120	256	900sas	2.80- 3.40 GHz	10,500,000	3,500,000	600,000
126	176	256	900sas	2.20- 3.30 GHz	16,500,000	5,500,000	900,000