Atomistix ToolKit 2.0 (1)Atomistix ToolKit 2.0とTranSIESTA-C 1.3の計算時間の比較

TranSIESTA-C1.3.0.4からAtomistix ToolKit(ATK)2.0へのアップデートでは、種々の機能強化に加え、計算速度の向上が謳われています。そこで、どの程度のスピードアップがなされているのかを確認するため、ATK2.0とTranSIESTA-C1.3.0.4との計算時間の比較を行いました。

テスト環境

Hardware Dell Inc.製 Dell Precision Workstation 670
CPU インテル Xeon 3.6GHz x 1CPU
Memory 2GB
OS Microsoft Windows XP Professional ServicePack1
Software Atomistix ToolKit 2.0
TranSIESTA-C 1.3.0.4-2004-10-20

計算モデル

ここで実施した計算では、TranSIESTA-C 1.3.0.4のインストールディレクトリ下のexamples内にあるAlq3(分子系)、アビラム・ラトナーの分子素子(分子系)、カーボンハット(分子系)、Si(バルク)、金電極間にアビラム・ラトナーの分子を架橋した系(2プローブ系、以下Au-AR-Auと表記)のATK入力ファイルを使用しています。

ただし、パラメータの名前がATK2.0で変更になったものは適宜変更しています。

また、Au-AR-Auの2プローブ系については、オリジナルの入力ファイルでは0バイアスとなっていますが、今回の計算ではバイアス電圧を1Vとして計算しました。


上段:左からAlq3、アビラム・ラトナーの分子素子、カーボンハット(いずれも分子系)
下段:左からSi(周期系)、Au-AR-Au(2プローブ系)

計算時間比較

実施した計算時間は以下の通りとなりました。ただし、2プローブ系の計算では、中心領域の計算時間のみであり、電極の計算時間は含まれていません。

TranSIESTA-C ATK 増減
分子系
Alq3 33分05秒 14分15秒 約57%減
アビラム・ラトナー 29分31秒 18分29秒 約37%減
カーボンハット 8分43秒 4分40秒 約46%減
周期系
Si 4分53秒 52秒 約82%減
2プローブ系
Au-AR-Au 40時間34分34秒 6時間09分51秒 約85%減

また、上記の結果をグラフにしたものが、以下のグラフです。

まとめ

TranSIESTA-C1.3.0.4とATK2.0を比較すると、計算に要した時間は約1/1.6〜1/6となり、非常に高速になったことが確認できました。

なお、計算対象やパラメータの取り方、計算環境など様々な要因で計算時間は変わりますので、ここで挙げた数値はご参考程度とお考え下さい。


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