QEF_benchmark는 Quantum ESPRESSO Foundation(QEF)에서 공식적으로 관리하는 고성능 컴퓨팅(HPC) 성능 검증 및 테스트 입력 세트입니다. 다양한 하드웨어 플랫폼(CPU/GPU/벡터 엔진)과 병렬 처리 방식(MPI/OpenMP/하이브리드)에서 First Principles Electronic Architecture 소프트웨어인 Quantum ESPRESSO의 연산 성능, 확장성 및 에너지 효율성을 평가하는 데 사용됩니다.

이 데이터 세트는 Quantum ESPRESSO의 핵심 모듈(예: pw.x 및 ph.x)을 기반으로 하며, 소분자부터 대규모 금속 표면 시스템에 이르기까지 다양한 일반적인 계산 시나리오를 포괄합니다. HPC 환경에 대한 표준화된 테스트 작업을 제공하며, 컴퓨팅 노드 성능, 컴파일러 최적화 및 병렬 효율성을 검증하는 데 있어 사실상의 표준입니다.

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데이터 세트 구조

해당 데이터 세트는 공식 GitHub 저장소의 benchmarks/ 디렉토리에 있으며, 전체 디렉토리 구조는 다음과 같습니다.

  bash
benchmarks/
 ├── AUSURF112/        # Au (111) 表面 112 原子基准（中型 DFT 测试）
 ├── ALCHEMI/          # 电子态投影 ALCHEMI 分析基准
 ├── C60/              # 富勒烯体系（C60 分子）基准
 ├── GRAPHENE/         # 石墨烯平面结构基准
 ├── H2O-256/          # 256 个水分子体系（MD/SCF 性能测试）
 ├── Si256/            # 硅超胞体系（并行扩展性基准）
 ├── Si512/            # 更大规模硅体系，用于强扩展测试
 ├── NITROGEN/         # 氮分子能带与电子密度基准
 ├── WATER_MOLECULE/   # 小体系 DFT 验证（入门与功能测试）
 ├── README.md         # 官方基准使用说明

각 하위 디렉토리에는 다음이 포함됩니다.

• 입력 파일(.in): Quantum ESPRESSO 모듈의 주 제어 파일입니다.
• 의사전위 파일(.UPF): 시스템에 필요한 의사전위입니다.
• 참조 출력(.out): 표준 결과 비교;
• 스크립트 파일(.sh): 스크립트를 병렬로 실행하는 예(예: Slurm 또는 MPI 환경)입니다.

데이터 세트 내용

• AUSURF112: DFT(SCF), 112개의 원자를 포함하는 금 표면 Au(111), 중형 시스템의 FFT 성능과 병렬 통신 효율성을 테스트하는 데 사용됩니다.
• CNT10POR8: DFT(Relax), (10,8) 탄소 나노튜브 시스템으로, 대규모 시스템에서 SCF 수렴 및 메모리 사용량 평가에 사용됩니다.
• GRIR443 / GRIR686: 다중 노드 병렬 처리 및 FFT 통신 성능을 평가하는 데 사용되는 그래핀/이리듐(111) 인터페이스 시스템(443 및 686 원자)인 DFT(SCF).
• PHONON: DFPT(ph.x), 다결정 실리콘, 석영, La2O3, CrI₃ 및 기타 시스템으로, 포논 컴퓨팅과 선형 응답 모듈의 성능을 테스트하는 데 사용됩니다.
• PSIWAT: 하이브리드 DFT(EXX)는 하이브리드 기능 컴퓨팅에서 통신 및 메모리 성능을 평가하는 데 사용되는 물 분자 시스템입니다.
• 기타 입력: 추가 시스템(예: CuO, H₂O)은 기능 검증 및 테스트 입력 참조에 사용됩니다.
• 소규모 벤치마크: DFT/Relax는 Si, C, Fe, H₂O 등과 같은 소규모 다중 요소 시스템을 위한 것으로, 자동화된 실행 스크립트와 의사 퍼텐셜 파일을 포함하고 있으며, 신속한 성능 회귀, 단일 노드 효율성 평가 및 컴파일 최적화 테스트에 사용됩니다.