[Linux] Quantum Espresso v7.2 설치 과정 (Ubuntu 20.04)

Requirement.

Windows 환경에 Ubuntu 20.04를 가동하기 위한 가상 환경 설치. VMware, VirtualBox, Docker 등 본인에게 편한 환경을 선택하여 사용하면 된다. 이전 포스팅에 VMware 설치 과정이 상세히 나열되어 있으니 초심자라면 그대로 따라하는 것을 추천.

 

VMware (추천)

본문에 쓰여진 대로 CentOS를 사용해도 되나, 본 포스팅은 Ubuntu 20.04를 기준으로 포스팅할 것이므로 동일하게 Ubuntu 20.04를 사용하는 것을 권장한다. 방법은 CentOS ISO 파일 대신 Ubuntu ISO 파일을 이용하면 된다.

[VMware] VMware Workstation 17 + CentOS 8 설치 방법

Get Ubuntu Server | Download | Ubuntu

 

VirtualBox

Downloads – Oracle VM VirtualBox

VirtualBox에서 구동할 Ubuntu 20.04 이미지 파일(.iso)을 다운로드한다.

Get Ubuntu Server | Download | Ubuntu

이후 다음과 같이 설정하고 Finish 버튼을 눌러 VM 설치를 마무리한다. 설정값은 개인이 원하는 대로 설치하면 됨.

이름, 종류 지정 후 다운로드한 ISO 이미지 파일 경로 잡아주기

Ubuntu에서 사용할 ID/PW 작성

VM에 할당할 메모리. 최소 4기가 추천

VM 디스크 용량. 10기가 이상으로만 할당 가능한데, 기본이 25기가라 그냥 이대로 함

한국어가 없다. 슬프다.

이후로는 쭉쭉 Done만 선택해주면 된다. 설치 내용 확인하는 거고, 추가 패키지 설치할 건지 묻는 건데 최소 사양으로 설치한 뒤에 필요한 패키지는 직접 설치할 것이므로 그냥 다 넘어가준다. Install OpsnSSH 설정만 체크해주기.

설정한 ID/PW로 로그인

 

Quantum Espresso.

Quantum Espresso, QE 설치는 해당 문서를 참고하여 설치 후 과정을 작성하였다.

A. Install Quantum Espresso | mysite

 

Install

QE 구동을 위해 필요한 의존 패키지를 설치한다.

# 패키지 리스트 업데이트
$ sudo apt-get update

# 의존 패키지 설치
$ sudo apt-get -y install build-essential gfortran 
$ sudo apt-get -y install wget
$ sudo apt-get -y install numactl
$ sudo apt-get -y install hwloc libhwloc-dev libevent-dev

# 원자의 적층과 결과 그래프를 그리기 위한 패키지
$ sudo apt-get -y install xcrysden
$ sudo apt-get -y install gnuplot

다중 PC에서 parallel 계산을 하기 위해 open-mpi를 설치한다. (최신 버전 v4.1.5)

$ wget https://download.open-mpi.org/release/open-mpi/v4.1/openmpi-4.1.5.tar.gz
$ tar xvf openmpi-4.1.5.tar.gz
$ cd openmpi-4.1.5/
$ ./configure --prefix=/usr/local/openmpi-4.1.5  --enable-orterun-prefix-by-default  # 시간 소요
$ make -j all  # 시간 소요
$ sudo make install

open-mpi 디렉토리 내의 executable을 사용하기 위해 bashrc를 수정한다.

$ sudo vi ~/.bashrc
# 가장 하단에 아래 export문 삽입
export PATH="/usr/local/openmpi-4.1.5/bin":${PATH}

$ source ~/.bashrc  # 또는 터미널 재기동

slurm-wlm 사용을 원할 경우 pmix2 라이브러리를 추가로 설치한다.

$ sudo apt-get install -y libpmix2

openmpi 설치 확인은 다음과 같다. mpirun 설치 경로가 출력되면 정상적으로 설치된 것.

$ which mpirun

수학 연산 라이브러리인 lapack을 설치한다.

$ wget https://github.com/Reference-LAPACK/lapack/archive/refs/tags/v3.10.1.tar.gz
$ tar -xzvf v3.10.1.tar.gz
$ cd lapack-3.10.1
$ cp make.inc.example make.inc
$ make blaslib  # 시간 소요
$ make lapacklib  # 시간 소요
$ make tmglib  # 시간 소요
$ sudo cp librefblas.a /usr/local/lib/libblas.a
$ sudo cp liblapack.a /usr/local/lib/liblapack.a
$ sudo cp libtmglib.a /usr/local/lib/libtmg.a

FFTW3 라이브러리를 설치한다.

$ sudo apt-get -Y install fftw3 fftw3-dev

Quantum Espresso를 설치한다.

$ wget https://www.quantum-espresso.org/rdm-download/488/v7-2/42f9520418aa45f19026b70d36485a31/qe-7.2-ReleasePack.tar.gz
$ tar -xzvf qe-7.2-ReleasePack.tar.gz
$ cd qe-7.2
$ ./configure -prefix=/usr/local/qe-7.2

설치 성공 메시지 확인

$ make -j all
# 권한 필요한 경우 sudo 사용
$ make install

/usr/local/qe-7.2/bin 경로에 QE가 설치됨

설치한 Quantum Espresso 경로를 잡아주기 위해 bashrc를 수정한다.

$ sudo vi ~/.bashrc
# 가장 하단에 아래 export문 삽입
export PATH="${PATH}:/usr/local/qe-6.7MaX/bin/"
export PATH="${PATH}:/home/user/qe-7.2/bin/"  # user 부분은 본인의 username으로 변경

$ source ~/.bashrc  # 또는 터미널 재기동

Wannier90을 설치한다.

$ wget https://github.com/wannier-developers/wannier90/archive/v3.1.0.tar.gz  
$ tar -xzvf v3.1.0.tar.gz  
$ cd wannier90-3.1.0
$ cp ./config/make.inc.gfort ./make.inc
$ make  # 시간 소요
$ sudo cp *.x /usr/local/qe-7.2/bin