第一原理計算用マシンってどう選べばいいの？

学会における第一原理計算の使用状況

第一原理計算は近年材料研究には不可欠な手段になりつつある

材料科学や物質研究の分野では第一原理計算が飛躍的に発展し、今や研究の中核をなすツールとして広く認識されています。
過去の材料開発は、研究者の「感覚」に基づいたtry-and-errorの繰り返して発展してきました。近年では、PCの性能が飛躍的に向上したことで、従来であれば大型計算機が必要だった材料シミュレーションを研究室で行うことができるようになりました。それに伴い、実験主体で研究を行ってきた研究者にとって、新規材料の物性が予測できる第一原理計算は大きな武器となり、不可欠な手段となっています。

昨年、今年の応用物理学会を見ると、第一原理計算ソフトの中でもVASPの使用率が非常に高い

2023年の秋に開かれた応用物理学会秋季学術講演会でも、第一原理計算ソフトを使用した研究が多数発表されました。それぞれの研究で使用されたシミュレーションソフトはQuantum Espresso、Phase、VASP、SALMON等バラエティーに富んでいます。しかし、内訳を見てみると、50講演中11件の発表でVASPが使用されており、VASPの使用率が非常に高いことが確認できました。

将来の並列計算、分子動力学計算等へ発展させる場合、拡張性を持ったPC構成は重要

第一原理計算は小規模な固体系であれば、比較的短時間で計算を行うことができます。しかし、大規模な固体系で計算コストを下げるには、MPIを用いた並列計算、さらには複数台のPCを用いたクラスター計算が必要になります。また、研究対象の系がさらに大きくなり、分子動力学計算が必要になってくると、GPU対応のPCが不可欠です。
このように材料研究・開発を行うためのPCを導入する際には、将来の拡張を考えて筐体サイズや対応するマザーボードを選定することが重要になります。

第一原理計算用PCを選定するポイント

テグシスは使用する第一原理計算ソフトウェアに合わせたコストパフォーマンスの高いPCを提供

第一原理計算は、材料科学や物質研究において計算負荷の高い作業を必要とします。この作業には高スペックのPCが必要になりますが、一般的な研究開発シーンでは、コスト面での制約があるのも事実です。
テグシスは、コストとスペックのバランスに配慮したご提案を得意としています。VASPやQuantum ESPRESSOなど、第一原理計算ソフトウェアの特性に最適化したPCを、お客様の環境やソフトウェア以外の条件なども加味して、コストパフォーマンスの高いご提案を心がけています。

第一原理計算ソフトのインストールは、一般的なソフトより難しい場合がある

多くの第一原理計算ソフトウェアはWindows上で動作しますが、中にはLinux上でしか動作しないソフトウェアも存在します。そうしたソフトウェアを使用する場合、Linuxの扱いに慣れていないとインストール (ビルド) のハードルは少し高くなります。また、オプションライブラリの選択、パスの設定、複数ユーザー使用の設定も慣れるまでには時間を要するものです。

データ入力や計算結果出力のソフトが必要な場合も

第一原理計算のソフトウェアではVESTA、XCRySDenなどの結晶構造表示ソフト、あるいはコマンドラインからデータを入力し、計算結果はgnuplotなどのソフトを使って表示します。また、Advance/NanoLaboやWinmostarなどのデータ入力・結果表示を総合したソフトウェアをご利用いただくのも便利です。

テグシスでは、全てをセットアップした状態でお届けすることが可能です

テグシスでは、お客様のご要望にあわせて、ご利用の計算ソフトウェアと一緒に、適切なデータ入力・結果表示ソフトウェアもセットアップしてご提供します。インストールや設定の手間がありませんので、PCがお手元に届いた日から安心して計算を始めることが出来ます。
また、ご購入のソフトウェアの例題を使った基本操作の説明も承っています。現地での出張対応が可能ですので、あわせてご検討ください。

1つでも当てはまったら… テグシスにご相談ください!! CASE1 既存マシンの性能が充分ではない   CASE2 ベストマッチなマシンスペックがわからない   CASE3 予算内で最も効率的なマシンを手に入れたい     計算処理に時間がかかると感じる場合は、PCの性能が処理内容に対して不足している可能性があります。「何となく遅い気がする」といったご相談も大丈夫です。   新たにPCを導入する際、適切なスペックを調査/検討するには時間がかかります。最適なハードウェアスペックが分からない場合も、専門スタッフが丁寧にサポートします。   テグシスはご予算に合わせてコストパフォーマンスの高いPC構成をご提案します。具体的なご予算が決まっていない場合や予算取りのためのお見積もりも大歓迎です。           CASE4 手続きに時間を取られたくない   CASE5 ソフトウェアの導入が面倒くさい   CASE6 設置の手間を省きたい     購入手続きに必要な書類やカタログの用意、ソフトウェア購入の申請手続き、調達に関わる様々な調整や対応は、ぜひご相談ください。   ソフトウェアをインストールした後も、実際に使える状態にするためのセットアップや環境づくりが必要な場合があります。そんな面倒な準備もテグシスが解決します。   開梱から配線、諸々の初期設定や梱包材、古いPCや周辺機器の廃棄など、設置や環境構築はテグシスにご相談ください。サーバー用ラックの導入も承っています。           CASE7 手持ちのパーツを活用したい   CASE8 購入後のフォロー体制が気になる   CASE9 技術的な打合わせを迅速に行いたい     お手持ちのパーツや、今使っているPCに搭載しているパーツの一部を使って新しいPCを導入したい場合など、適切な構成のご提案やパーツ取り付けをご相談ください。   テグシス製PCは、お預かりでの初期検証が無料！保証期間が終了したPCも、無料の初期検証を承っています。延長保証サービスも保証期間終了の1ヶ月後まで加入できます。   構成検討における前提条件や想定スペックや設置環境の実現可否、見積もり内容についての質問や要件変更に伴うプラン提示など素早く対応し、お客様をお待たせしません。

テグシスのPCはここがすごい

オーダーメイドのPC製作

テグシスでは、お客様のニーズに完全に応えるために、オーダーメイドのPC製作を提供しています。研究や開発の目的に応じて、最適なハードウェア構成をゼロから設計し、必要な性能を確実に引き出せるシステムを構築します。CPU、GPU、メモリ、ストレージといった各種コンポーネントを最適化し、特定の計算処理やアプリケーションに最適化されたPCを提供します。これにより、研究効率を最大限に高め、プロジェクトを迅速かつ正確に進めることが可能です。

素早い提案

お客様の要件を理解し、最適なソリューションを迅速に提案できるのがテグシスの強みです。ヒアリングから設計、提案までのプロセスを効率化し、お客様のプロジェクトの遅延を最小限に抑えます。例えば、急ぎの納期や特定の要件に対応するため、数日のうちにカスタム提案を行い、プロジェクトの進行をサポートします。スピードと品質を両立させたサービスを提供することで、研究開発のスムーズな進行を支えます。

柔軟なサポート体制

テグシスは、納品後もお客様を全面的にサポートします。導入後のトラブルシューティングやシステムのアップグレード、必要に応じた追加サポートなど、柔軟に対応できる体制を整えています。お客様が安心してPCを使用できるよう、遠隔サポートやオンサイトサポートなど、多様なサポートオプションを提供しています。また、研究環境の変化や新たなニーズにも柔軟に対応し、最適なアドバイスとサポートを行います。これにより、研究の進行がスムーズに行えるよう、常にバックアップを行っています。