Installer et configurer le logiciel de physique du code ELK sur Ubuntu Linux

La science devient très difficile lorsque vous devez travailler avec de grands nombres, des équations complexes ou lorsque vous avez besoin de calculs rapides. Mais ces dernières années, ces problèmes ont été considérablement réduits grâce aux ordinateurs et plus précisément, grâce aux projets open-source axés sur l’apport d’une meilleure compréhension et expérience au moment de faire des calculs.

En tant qu’étudiant en Physique, j’utilise plusieurs outils spécialisés et la plupart d’entre eux sont open source. Je vais partager l’un d’entre eux aujourd’hui qui s’appelle Code d’élan, un projet open source axé sur Physique du solide.

Bien qu’il soit disponible dans les référentiels Ubuntu, vous devez explicitement installer et configurer plusieurs dépendances.

Qu’est-ce que le code Elk ?

En quelques mots et grâce à son Page Officielle, le code Elk est une onde plane augmentée linéarisée à plein potentiel entièrement électronique code avec un rôle important dans le domaine de la théorie fonctionnelle de la densité.

Ce qu’il fait est de déterminer les propriétés des solides cristallins avec de nombreuses fonctionnalités avancées telles que optimisation de la géométrie, tracés 2D et 3D, etc.

Installer le compilateur Intel Fortran sur Ubuntu

Cela peut être un peu difficile à démarrer, mais la clé consiste à installer des bibliothèques mathématiques et des compilateurs dans votre système avant d’installer le code Elk.

Les compilateurs aiment GNU Fortran ou Intel Fortran sont disponibles pour le processus, cependant, il est recommandé d’installer le compilateur Intel Fortran car la plupart des problèmes dans le code sont résolus avec.

Le compilateur Intel Fortran se compose de deux parties :

Obtenir la boîte à outils de base Intel oneAPI

Commençons! Ouvrez un terminal sous Ubuntu et utilisez la commande suivante pour télécharger la partie requise :

wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/17977/l_BaseKit_p_2021.3.0.3219.sh

Ça devrait ressembler à ça:

Après cela, dans le même terminal, tapez la commande suivante :

sudo bash l_BaseKit_p_2021.3.0.3219.sh

Vous regarderez quelque chose comme ça sur votre terminal avant qu’une nouvelle fenêtre ne s’ouvre, ne vous inquiétez pas ! Cela fait partie du processus.

Cela ouvrira une interface graphique :

Cliquez sur le bouton « Continuer » et Intel oneAPI Base Toolkit commencera à télécharger :

Une fois le téléchargement terminé, vous devriez voir cette fenêtre :

Vous verrez ce qui est inclus exactement dans cette API. Il est fortement recommandé d’installer chaque paquet qu’il contient. Acceptez les termes du contrat de licence et appuyez sur le bouton « Continuer ».

Après cela, la page suivante est une sorte de validation. S’il manque quelque chose, il vous avertit.

Par exemple, dans ce cas, nous avons reçu un avertissement concernant le pilote GPU, mais passons-le et poursuivons le processus, car, comme nous pouvons le voir, le produit peut toujours être utilisé avec le processeur.

Il suffit donc de cliquer sur le bouton flèche droite.

Dans cette partie, si vous avez installé Eclipse IDE et que vous souhaitez y intégrer les bibliothèques, sélectionnez la première, sinon, passez simplement l’intégration et cliquez sur le bouton flèche droite. Une fois cela fait, vous pourrez voir la dernière partie avant l’installation complète.

Lisez le programme d’amélioration des logiciels Intel et entrez votre choix sur la collecte de vos informations, puis appuyez sur le bouton “Installer”. Enfin, l’installation va démarrer.

La durée de l’installation dépendra de la vitesse de votre connexion Internet, soyez patient et laissez Intel terminer la tâche.

Une fois la tâche terminée, vous verrez quelque chose comme ceci :

Cela signifie que l’installation d’Intel oneAPI Base Toolkit est terminée ; maintenant, commençons par le suivant.

Installation de la boîte à outils Intel oneAPI HPC

Pour être honnête, c’est presque le même processus, donc ça va être un peu plus rapide.

Commençons par utiliser cette commande :

wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/17912/l_HPCKit_p_2021.3.0.3230.sh

Une fois le processus ci-dessus terminé, utilisez la commande suivante :

sudo bash l_HPCKit_p_2021.3.0.3230.sh

Après cela, le processus d’installation commencera comme celui que vous avez vu auparavant.

Cliquez sur continuer et le téléchargement commence :

Une fois terminé (ce téléchargement est vraiment rapide), la fenêtre suivante apparaîtra sur votre bureau. Acceptez les termes et conditions et cliquez sur Continuer.

Comme cela a été fait auparavant, oublions l’intégration des bibliothèques avec n’importe quel IDE.

Et enfin, entrez votre choix pour la collecte de vos informations et cliquez sur le bouton « Installer ».

Les bibliothèques commenceront à être téléchargées et installées sur votre système, attendez simplement la fin de ce processus. N’oubliez pas que la vitesse de téléchargement dépend de votre connexion Internet, alors soyez patient.

Une fois le processus terminé, cliquez sur le bouton Terminer.

Et c’est pratiquement la clé de l’installation et de la fonctionnalité complètes d’Elk-code. Ces deux bibliothèques sont essentielles pour une exécution correcte.

Configurer les compilateurs

Enfin, exécutons la ligne de commande suivante pour démarrer ces deux bibliothèques dans le terminal :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh

Allez maintenant dans ce répertoire :

cd /opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/interfaces

Dans ce dossier, vous en trouverez d’autres, mais les plus importants sont :

• fftw2xc
• fftw2x_cdft
• fftw2xf
• fftw3xc
• fftw3x_cdft
• fftw3xf
• mklmpi

Dans chaque dossier indiqué ci-dessus, vous devrez exécuter la commande suivante :

make libintel64

Une chose importante est qu’à partir de maintenant, chaque fois que vous utilisez Elk-code, vous devez exécuter la ligne suivante sur votre terminal pour activer ces deux bibliothèques.

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh

Avec ces étapes avant, vous êtes prêt pour l’étape la plus importante, l’installation de Elk-code sur votre distribution Linux.

Installer le code Elk sur Ubuntu

Commençons par télécharger, bien sûr, le code Elk, qui dernière version est situé sur le SourceForge page.

Extrayez le dossier téléchargé.

Maintenant, téléchargeons le Wannier90 dernière bibliothèque de version stable, qui vous aidera à calculer les propriétés électroniques avancées des matériaux avec une efficacité et une précision élevées, à partir de sa site officiel.

Une fois téléchargé le fichier .tar.gz, localisons-le sur l’application Fichiers et double-cliquons dessus pour extraire son contenu.

Accédez au dossier extrait et ouvrez-le dans le terminal.

Tapez ces commandes une par une :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
cp ./config/make.inc.ifort ./make.inc
make
make lib
cp libwannier.a ../elk-7.2.42/src/
cd ../

Nous sommes sur le point de terminer. Continuez à taper la commande suivante sur votre terminal, une par une.

wget http://www.tddft.org/programs/libxc/down.php?file=5.1.4/libxc-5.1.4.tar.gz

Exécutez maintenant ces commandes une par une :

mv down.php?file=5.1.4%2Flibxc-5.1.4.tar.gz libxc-5.1.4.tar.gz
tar -zxvf libxc-5.1.4.tar.gz
cd libxc-5.1.4
./configure CC=icc FC=ifort
make
make check
sudo make install
cp /opt/etsf/lib/libxc.a ../elk-7.2.42/src/
cp /opt/etsf/lib/libxcf90.a ../elk-7.2.42/src/

À la fin du processus, vous aurez quelque chose comme ceci sur votre terminal :

S’il vous plaît, fermez le terminal et, enfin, il est temps de faire la dernière partie, allons directement au précédent dossier de code Elk extrait. Une fois là-bas, ouvrez le dossier dans le terminal.

Et tapez les deux commandes suivantes :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
cp /opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/include/mkl_dfti.f90 src/

Presque là. Démarrez la configuration :

./setup

Votre terminal devrait ressembler à ceci :

Vous écrivez le numéro 1 car vous avez installé le compilateur Intel Fortran.

Ne fermez pas le terminal ; revenons au dossier de code Elk sur l’application Fichiers et ouvrons le fichier appelé “make.inc”:

Effacez chaque mot qu’il contient et saisissez ceci à la place :

MAKE = make
F90 = mpiifort
F90_OPTS = -O3 -ip -xHost -qopenmp
F77 = mpiifort
F77_OPTS = -O3 -ip -xHost -qopenmp
AR = xiar
LIB_SYS =
SRC_OMP =
SRC_MPI =

LIB_LPK = -lmkl_intel_lp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -liomp5 -lpthread
#LIB_LPK = -L/opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/lib/intel64 -lmkl_cdft_core -lmkl_intel_ilp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -lmkl_blacs_intelmpi_ilp64 -liomp5 -lpthread -lm -ldl
SRC_MKL =

LIB_libxc = libxcf90.a libxc.a
SRC_libxc = libxcf90.f90 libxcifc.f90

SRC_FFT = mkl_dfti.f90 zfftifc_mkl.f90

LIB_W90 = libwannier.a
SRC_W90S =

SRC_OBLAS = oblas_stub.f90
SRC_BLIS = blis_stub.f90

Enregistrez le fichier et revenez au terminal. Enfin, tapez simplement :

make

Et bien ! Une fois cette dernière étape terminée, vous aurez installé le code Elk sur votre système Linux.

Super! Cette dernière étape est un peu dilatoire, mais détendez-vous, c’est tout ce que vous avez à faire. Vous avez enfin terminé tous les processus. Toutes nos félicitations!

Conclusion personnelle

Ce processus peut être un peu exhaustif, mais chaque étape est très importante pour le bon fonctionnement du logiciel. J’espère vraiment que si vous êtes un scientifique ou si vous voulez simplement être curieux à propos de ce sujet, cet article vous sera très utile.

D’un autre côté, si vous voulez en savoir plus sur la façon dont le code Elk peut vous aider dans les calculs, il existe une excellente vidéo sur l’obtention d’une équation d’état à l’aide du code Elk. Bonne chance!