計算化學購機配置推薦

計算化學購機配置推薦

First release: 2018-Oct-8 Last update: 2023-Apr-13

1 重要前言

經常有人問買機子做計算化學計算該用什么配置，這要根據預算、主要用的程序、主要做的任務類型、算的體系大小、對購買渠道有無限制等很多因素綜合考慮。這里，筆者根據不同預算檔次，給出相應預算下目前天朝能買到的性價比最高的配置。這些配置對常規的量子化學、第一性原理計算都是非常適合的。而對于分子動力學，由于可以利用GPU加速達到比起用純CPU的機子好幾倍的性價比，故在文末單獨給出了配置。

本文是給那些把經費當自己的錢看待、有節約意識，而且水平不是弱到連個操作系統都不會裝的讀者。而那些經費極度充裕（然而通常都是來自納稅人的血汗錢）、不仇視奸商、就算可能明知道被坑一倍的錢也不心疼的人就別看此文了，我對這些人徹底放棄治療，這些人就去買那些看似是大品牌（記住除非是那種有制造、定制硬件能力的廠家，否則和淘寶上的組裝的服務器沒絲毫差別）、有所謂的上門售后（大多數品牌的技術服務其實很坑爹，未必能達到計算化學同行平均技術水平）、性價比通常也就是本文推薦的機子的一半甚至1/3的而且性能可能特別雞肋的機子好了。

文中的這些服務器配置在淘寶（不是京東）上的很多賣服務器的商家處都可以買到。如果商家的動態評分都比較高，比如都是4.9或有個別4.8的，總出貨量也較高（比如好幾個鉆或者有皇冠），賣家的評價也都沒什么問題，并且通過淘寶旺旺與之溝通也比較順暢，那么這樣的商家就是靠譜的，給出的機子的穩定性以及售后都不會有問題。這些商家都可以根據你的需要對配置進行靈活定制。他們不一定恰好能給出和文中一模一樣的配置，但只要相仿佛即可。如果為了避嫌不方便以淘寶方式交易，也可以直接聯系那些店家以其它方式交易，他們大多都有實體店，一般只要補上稅點也都能開發票，直接淘寶旺旺咨詢便知。強調一點，淘寶上這些服務器賣家大多都是正經公司性質的，我發現有人求助配置時居然以為他們自己去社會上找的一些服務器公司才是公司，真是糊涂。頂多也就是有的淘寶上的賣家不給上門服務，有問題需要把整機寄回去，維修服務自行咨詢賣家便知。

由于配件、價格經常會有變動，新硬件也不斷推出，所以本文也會時不時更新，注意看本文開頭的最后更新日期，可能幾個月或者半年更新一次。文中推薦的配置都是最后更新時最高性價比配置，報價也都是最后更新時候的報價。大家沒必要去給個配置單問我或其他人價格是否合理，淘寶上的服務器價格都很透明，自己去淘寶上查當下每種散件的價格，自行向加就知道賣家給的整機價格是否靠譜、有多少水分。

筆者強烈建議在閱讀本文的同時閱讀《淘寶上購買的雙路EPYC 7R32 96核服務器的使用感受和雜談》（http://www.shanxitv.org/653）和《淘寶店購買雙路2696v3服務器的過程、使用感受和雜談》（http://bbs.keinsci.com/thread-6310-1-1.html）了解一些關于購買服務器的基本知識，這也可以同時令你充分認識到只要商家選對了，從淘寶商家處購買服務器是100%可靠的。筆者很久很久之前還寫過一篇《單路計算化學攢機配置推薦》（http://sobereva.com/243），里面做了不少硬件方面的討論，但現在來看里面的配置已經過時了，但有興趣的話仍可以看看。http://sobereva.com/datasheet.rar是筆者從2002年開始就一直維護至今一個硬件資料庫，里面可以查到各種文中涉及的CPU和GPU型號。當你被型號搞糊涂的時候，查一下這個表格立刻就清楚了。

注意現在社會上的賣服務器的奸商奇多（不是指淘寶商家），猖獗至極！！！筆者在網上答疑時，經常看到有人貼出市面上商家給他的配置和報價，配置不僅很不合理，好多地方嚴重瞎糟蹋錢，而且本來性能也就值不到2萬的機子，居然能報到5萬左右；好點的配置，本來也就3萬就能拿下來，愣是報7、8萬乃至10萬甚至十幾萬！注意這絕對不是小概率事件，而是極大概率事件！筆者見過太多太多了！如果你對配置、行情一點都不懂就到社會上去找服務器商家購買，9成幾率血虧！花大價錢就買了個很垃圾的服務器，扔了也不是，用著又慢，簡直添堵。每次在答疑時看見奸商利用信息不對稱，給硬件小白列的這種配置和報價我就很火大。如果你對計算機配置方面一無所知，除了看上述文章外，吐血建議閱讀計算化學公社論壇的“硬件配置與采購板塊”的帖子：http://bbs.keinsci.com/forum-61-1.html。花個一兩個小時的時間看看，很快就能對行情、配置選擇心里有數，碰見不靠譜的配置和報價很容易就能識破（但也不是說那個板塊里所有人的發言都是很正確、合理的，不過凡是有嚴重不合理的言論出現，基本上都會有真正懂行的人斧正）。

PS：我發現計算化學圈里居然有公司把我本文的配置（或高度類似的配置）大幅加價向計算化學工作者兜售，或者價格和本文差不多的情況下把CPU換成工程版來謀取暴利，筆者表示強烈鄙視！大家應當仔細看本文，弄清楚什么配置到底應該賣多少錢，別上黑心公司的當！

以下推薦的配置里沒包含顯示器，要顯示器的話就花六百塊錢左右買個最低端的即可，也可以閑魚上一二百塊錢買個二手的。由于不做GPU加速的時候顯卡對計算性能沒有絲毫影響，因此除了最后推薦的基于GPU加速的做動力學的配置外，用的顯卡都是最低端的，因此可見用的要么是CPU集顯或主板集顯，要么用閑魚上的二手亮機卡（即遠古時期的PCI-E顯卡）。對于觀看計算化學研究涉及的3D模型，CPU集顯和亮機卡的3D加速性能就已經夠了。本文推薦的配置用的CPU，若無特殊說明，都是正式版CPU。雖然用工程版CPU便宜得多得多，但在穩定性和兼容性上會有一定風險，看RP，因此本文不考慮，但如果想省錢且不怕折騰的話則可以考慮用正顯版。

有個別讀者擔心本文里某些配置用的CPU是二手什么的，這種擔心完全是多余、毫無意義的！只有小白才擔心這個。CPU又不是消耗品，不管是全新還是二手，只要能點亮機子就完全一樣，使用上絕對沒有絲毫差別（除非是商家拆機時不慎把CPU底部的電容給磕掉了，或者把觸點弄傷了，那種情況肉眼能直接看得出來，可以讓商家先給你拍個照片）。CPU只需要區分正式版和工程版，這有本質差異，而本文推薦的配置沒有一個是用工程版的。同理，內存也不用管是新品還是二手的。至于文中的其它配件（亮機卡除外），價格都是全新品的價格。

有人問怎么我推薦的服務器的配置里的CPU那么便宜，而很多“大品牌”服務器公司給的配置單里差不多核數、頻率的CPU報的價格是我文中的N倍。這是因為我文中用的Intel的CPU很多不是Intel ARK上能查到的明面上的型號。2696 v3、8173M、8375C、7R32之類特殊渠道流出來的OEM的CPU是在大陸等很少數地區的人能才能享受到的bug級福利，這些正式版的OEM CPU的體質、兼容性和明面上的型號沒有任何差異，沒有絲毫風險。顯然，對于買自己用的機子，不選這些U而多花幾倍的錢買同樣性能的明面上的型號簡直是傻子。

下文給出的CPU計算的配置越往后價格越高，相應地性能也越好，應根據預算和實際需要來選擇。影響計算速度最有決定性因素的是CPU的“頻率*核數”（當然還有很多其它因素，如CPU架構、程序支持的指令集、并行效率等），因此可以看到隨著配置價格的提升，大趨勢是“頻率*核數”逐漸增加的。

本文中給出的配置對于量子化學計算（如主流的Gaussian、ORCA等）以及第一性原理計算（如主流的CP2K、Quantum ESPRESSO等）都是完全適合的。如果你是做分子動力學的且計算程序支持GPU加速，一定要用GPU加速，遠遠比用CPU計算劃算得多，在本文靠后部分專門說了。

本文推薦的硬件都是大概率在市面上有貨的。如果供貨商說沒貨，有可能是真碰巧沒貨，也可能是碰見奸商了，凡是油水少的配置都說成沒貨，然后推薦你買個性價比低、對他們油水大的。對后一種“假沒貨”的情況大家要謹慎識別，多在淘寶上問幾家店，千萬別只聽信一家的說辭。如果問了好幾家（且都不坑爹）的店，都說沒貨，而且你在淘寶上問專門賣相應產品散件的賣家也都說沒貨，那大概率就是暫時市場上真沒貨了。硬件什么時候有貨什么時候沒貨這誰也說不準，都是一陣一陣的，如果確實長期都鐵定沒貨的產品在本文里肯定不會推薦。真沒貨時大家可以自主更換相近的配置，比如博文里推薦讓你用RTX3070Ti或者RTX3080Ti，都趕上沒貨，那你可以用比前者更好點或者比后者更次一點的RTX3080。當商家因為沒貨推薦你改用其它配置時，一定要帶著腦子自己想想商家推薦的到底有沒有道理、性價比靠不靠譜，要多用Google調查調查、用淘寶自行查看相應硬件當下普遍的價格，明顯是沒道理的瞎推薦千萬別中圈套。

關于電源，我強烈建議用海韻或者振華，在電源領域這二者都是頂級牌子，都可以很放心購買，本文里用的也都是它們的相應功率下性價比最高的產品。強烈不建議用長城、鑫谷、航嘉等大陸本土牌子的電源，它們的價格比海韻和振華便宜得多（特別是大功率的型號，相差好幾百），而整體素質有很大差距。電源是最容易出毛病的部件之一，在電源上省錢買次牌子的產品是絕對得不償失的。

關于散熱器，本文完全沒有用水冷，因為風冷完全夠用，本文推薦配置里用的散熱器對于壓相應CPU都是綽綽有余的（哪怕室溫30多度），用水冷還有漏液的風險。絕對不要盲目以為水冷的散熱性能強于風冷，必須看檔次，高端風冷的散熱性能明顯超過中端的水冷。

2 白菜價雙路服務器推薦配置

這樣的機子在Gaussian、ORCA里用DFT方法結合像樣的基組算200個原子以內的體系已經無壓力了，用CP2K結合純泛函跑幾百個原子體系都很容易。由于XEON v3系列的CPU已經退出歷史舞臺了，因此價格非常便宜，真是白菜價。

這里配了固態硬盤，用于加速需要大量頻繁讀寫硬盤的后HF任務，此硬盤建議僅作為存放臨時文件使用。如果你以做DFT為主，由于讀寫硬盤量相對較少，固態硬盤可以去掉，更多討論參看《硬盤速度與內存容量對量子化學計算速度影響的測試》（http://sobereva.com/397），后同。由于此配置的主板較老，不自帶M.2口，而PM981a固態硬盤是M.2口的，所以需要淘寶上花二三十塊錢買個M.2口到PCI-E口的轉換卡。

CPU：2* Intel XEON E5-2696 v3（單顆18核36線程，2.3G，無集顯）2*345
散熱器：2*利民AS120 130*2
主板：超微 X10DRL-I（C612芯片組，集顯） 1500
機械硬盤：希捷銀河企業級 4TB 256MB 7200rpm SATA3 (ST4000NM000B) 1040
固態硬盤：三星PM981a 1TB + M.2到PCI-E轉換卡 500
內存：8* 三星/鎂光DDR4-2400 ECC REG 16GB 8*180
電源：振華銅皇550W 330
機箱：先馬黑洞5（支持E-ATX） 400
鍵盤鼠標：羅技MK200 多媒體套裝 80
總價：約6300

3 較好AMD單路服務器推薦配置

此機子峰值性能比2*2696 v3更強，而且單核性能比2696v3強得多，對于并行效率低的任務或程序用此機子快得多（例如跑GFN-xTB）。此機子是單路，比雙路機子更省電、占地方更小。這機子只有64GB內存，是因為本身核數就不多，平均每個核有4 GB也不小了。值得一提的是，早年間AMD的CPU對于個別科學計算程序有兼容性問題，但如今已經完全不必再擔心這一點，放心用即可。

CPU：AMD Ryzen 9 7950X（16核，4.5~5.7G，集顯）
主板：技嘉B650M AORUS ELITE AX 小雕
CPU、主板套裝價約4750
散熱器：利民FC140 300
硬盤：希捷銀河企業級 4TB 256MB 7200rpm SATA3 (ST4000NM000B) 1040
固態硬盤：三星PM9A1 1TB 450
內存：2*金士頓FURY 32GB DDR5-5200 2*860
電源：振華銅皇450W 270
機箱：先馬黑洞標準版 260
鍵盤鼠標：羅技MK200 多媒體套裝 80
總價：約8800

4 高級雙路服務器推薦配置

本配置性價比超高，不到三萬就能買到96個物理核心+512GB內存的機子。具體參看《淘寶上購買的雙路EPYC 7R32 96核服務器的使用感受和雜談》（http://www.shanxitv.org/653）。買不到7R32的話大家可以改用其它的高性價比的核數多的EPYC二代CPU，比如EPYC 7542（32核，基頻2.9 GHz）、7K62（48核，基頻2.6 GHz）。固態硬盤用了較大的2 TB，因為做一些大型后HF計算耗硬盤非常厲害，1T都往往不夠。但如果你只是做做普通DFT泛函的計算、TDDFT計算，固態也可以不用。

CPU：2*AMD EPYC 7R32（單顆48核96線程，基頻2.8，全核滿載3.3 GHz） 2*5400
主板：技嘉MZ72-HB0 5400
顯卡：主板集顯
內存：16*32GB=512GB 鎂光/現代DDR4-3200 ECC REG 16*400
硬盤：希捷銀河企業級 4TB 256MB 7200rpm SATA3 (ST4000NM000B) 1040
固態硬盤：三星PM9A1 2TB 980
電源：海韻FOCUS GX-1000 1440
機箱：追風者614PC + 3個普通14 cm機箱風扇 750
散熱器：2*貓頭鷹NH-U12S TR4-SP3雙風扇 2*670
鍵盤鼠標：羅技MK200 多媒體套裝 80
總價：約28000

5 GPU加速做分子動力學的推薦配置

如果你用GROMACS、AMBER（其中的PMEMD程序）、NAMD、Desmond等支持GPU加速的分子動力學程序，做計算一定要用GPU加速，只需用一個中檔的GPU就能達到超過很好雙路服務器的速度，因此性價比遠遠高于純用CPU來跑。

雖然GPU加速時絕大部分運算都是GPU來跑，但是使用高端GPU加速時CPU也不能成為瓶頸，否則GPU利用率上不去。對于GROMACS等很多程序，結合如今高端GPU做GPU加速時，對CPU單核性能有較高要求，因此搭配什么CPU合適看的并不是CPU的并行峰值運算能力。這里的GPU加速配置都是用的單核性能足夠好的CPU。也不是不能用XEON等服務器CPU，前提是用的話必須選其中頻率較高的（但這樣的型號性價比普遍都不高，因此沒有納入推薦），否則GPU加速性能還不及用便宜得多的消費級CPU。

高性價比分子動力學推薦配置
CPU：Intel i5 13600KF（14核，盒裝，無集顯）
主板：華碩 PRIME B760M-K D4
CPU+主板套裝價2700
散熱器：酷冷至尊T400i 80
顯卡：映眾 RTX4070 Ti X3 12GB GDDR6X 6500
硬盤：希捷銀河企業級 8TB 256MB 7200rpm SATA3 (ST8000NM017B) 1230
內存：2*8GB 金士頓DDR4-3200 2*160
電源：振華LEADEX HG 750W 840
機箱：先馬黑洞標準版 260
鍵盤鼠標：羅技MK200 多媒體套裝 80
總價：約12000

極高性能分子動力學服務器推薦配置
CPU：AMD Ryzen 9 7950X（16核，4.5~5.7G，集顯）
主板：技嘉B650M AORUS ELITE AX 小雕
CPU、主板套裝價約4750
散熱器：利民FC140 300
硬盤：希捷銀河企業級 8TB 256MB 7200rpm SATA3 (ST8000NM017B) 1230
顯卡：華碩TUF-RTX4090-24G-GAMING 14000
內存：2*金士頓FURY 16GB DDR5 5200 2*440
電源：海韻FOCUS GX-1000 1440
機箱：先馬黑洞標準版 260
鍵盤鼠標：羅技MK200 多媒體套裝 80
總價：約22500

絕對不要買好幾萬的Tesla產品跑分子動力學，血虧，也不要用Titan系列產品，很不值。因為絕大多數分子動力學程序做GPU加速關鍵看的是GPU的單精度浮點運算性能，面向游戲用的GeForce系列顯卡在這方面性價比是最高的，其中最高端產品的GPU加速性能和最高端的Tesla產品是相仿佛的。絕對不要因為一些賣服務器的人一聽說你要做GPU加速就給你推薦Tesla然后你就買了。

不建議考慮AMD的顯卡，因為支持AMD顯卡做GPU加速的動力學程序較少。而且雖然GROMACS等程序也支持AMD顯卡上GPU加速，但是在功能上有局限性，不建議折騰。

做分子動力學不需要配固態硬盤，因為分子動力學過程中硬盤讀寫量很小，故硬盤讀寫速度不會影響到跑動力學的速度。

附：買服務器劃算還是租超算劃算？

現在很多人都在用超算跑計算任務。據我所知（這里說的是2019年中旬的情況）主流超算中心的價格平均是1毛錢1核時（即一個核跑一個小時）。看起來很便宜，但相對于自己買服務器真的劃算么？下面來算筆帳。本文2019年5月底更新的報價中，2*XEON E5-2696 v3的雙路服務器是15600元，36核。如果把這個錢全用來租超算，就是15600*10=156000核時。如果用這個服務器來跑，就相當于跑156000/36=4333小時，折合180天。也就是說，你買這個服務器，只要滿載跑超過半年，用超算的價格來衡量的話你就相當于回本了，顯然對于專門長期做計算的人來說，自己買服務器劃算得多。雖然也有人說自己跑還要出電費，但價格一點也不夸張。比如在北京城區，目前商業用電按照平段時間來算是0.87元每千瓦時，筆者實測這種配置CPU滿載時整機功耗是455瓦，因此每天電費是0.87*0.455*24=9.5元，因此跑180天是1710元，只是買機子的錢的零頭而已。用自己的服務器比用超算有很多優點，比如(1)安裝軟件方便、自由 (2)提交任務省事，不用排隊 (3)上傳、下載大文件速度比通過互聯網快得多。雖然有人說自己買服務器得裝系統、配置、編譯什么的，需要一定技術才能搞定，但實際上這點技術根本就沒啥復雜的，絕對不可能難倒任何一個以后在計算化學領域能稍有作為的研究者，碰到什么問題多Google、鼓搗鼓搗很容易就能解決，這都搞不定的話干脆別搞計算化學了。

不過如果你短期內需要大量的計算資源，超算倒是可以充分滿足你的需求，這是用超算的主要一個好處。

PS：順帶一提，筆者強烈鄙視某些倒處偷偷摸摸發垃圾廣告兜售超算資源的單位，甚至有的提供超算資源的單位還向購買機時者發紅包返現，導致納稅人的錢流入私人口袋，真是非常惡劣的行為！希望讀者不要從這些單位購買機時！