LAMMPS, Rescale의 가속화된 패키지

회사 개요

LAMMPS는 다음에 중점을 둔 오픈 소스 소프트웨어입니다. 모델링모델링은 수학적 또는 개념적 표현을 만드는 것입니다. 더 보기 고전적인 분자 역학(MD)을 사용하여 원자 시스템을 설명합니다. 대규모 원자/분자 대규모 병렬 시뮬레이터(Large-Scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)의 약어입니다. 

고체 물질(금속 및 반도체), 연질 물질(고분자 및 생체분자), 거친 입자 또는 메조스코픽 시스템은 LAMMPS를 사용하여 모델링할 수 있습니다. 많은 모델에는 CPU에서 가속화된 성능을 제공하는 버전이 있습니다. GPUGPU(그래픽 처리 장치)는 특수 전자 장치입니다. 더 보기, 그리고 인텔 제온 Phis. 코드는 새로운 기능으로 쉽게 수정하거나 확장할 수 있도록 설계되었습니다.

Rescale 플랫폼에는 GPU 패키지와 User-OpenMP라는 두 가지 가속 패키지의 LAMMPS가 있습니다.

다음 예에서는 이를 구현하는 방법을 보여줍니다.

레나드 존스 리퀴드

다음 예는 시뮬레이션시뮬레이션은 실험, 테스트 시나리오 및 제작입니다. 더 보기 LAMMPS의 Lennard-Jones 전위를 사용한 간단한 유체 시스템:

• 2,048,000개의 시간 단계에 대해 100개의 원자
• 감소된 밀도 = 0.8442(액체)
• 강제 차단 = 2.5 시그마
• 이웃 피부 = 0.3 시그마
• NVE 시간 통합

LAMMPS GPU 패키지

• 다수의 CPU에 결합된 하나 이상의 GPU용으로 설계됨
• 쌍은 GPU에서 실행되고, 수정/본드/컴퓨팅은 CPU에서 실행됩니다.
• 원자 기반 데이터(예: 좌표, 힘)는 매 단계마다 CPU와 GPU 사이를 앞뒤로 이동합니다(기본값).
• 비동기식 힘 계산은 CPU와 GPU(동적 부하 분산)에서 동시에 수행될 수 있습니다.

이 패키지를 사용하려면 사용자는 입력 파일에 package 명령을 추가하거나 명령줄에서 GPU 패키지를 실행해야 합니다.

작업 구성

리스케일 시작하기

Rescale 플랫폼을 시작하려면:

• 로 이동 platform.rescale.com, 계정 정보를 사용하여 로그인하세요. 
• 플랫폼 메인 화면에서 +새 일자리 만들기 화면 왼쪽 상단에 있는 버튼을 클릭하세요. 작업 이름 옆에 있는 연필 아이콘을 클릭하여 작업 이름을 자유롭게 바꿀 수 있습니다. (“제목 없는 작업”) 페이지 상단에 있습니다. Rescale의 플랫폼은 모든 작업을 저장하므로 나중에 다시 찾을 수 있도록 구체적인 이름을 지정하는 것이 좋습니다.

이것이 귀하의 직업을 제출하는 첫 번째 단계입니다.

입력 파일

이제 로컬 컴퓨터에서 입력 파일을 업로드할 수 있습니다. 또는 이미 클라우드에 파일이 있는 경우 다음을 사용하여 업로드할 수 있습니다. 클라우드 스토리지데이터를 저장, 액세스 및 공유하는 간단하고 확장 가능한 방법입니다. 더 보기.

• 이 튜토리얼에서는 스크립트인 하나의 파일을 업로드하려고 합니다.
• 컴퓨터에서 업로드를 클릭하고 LJ.in 파일을 선택하세요. 귀하의 컴퓨터에서.
  • 예제 작업을 복제한 경우 "클라우드 저장소의 파일 사용"을 클릭하고 로컬 컴퓨터에서 업로드한 파일을 선택하세요.
• 사용자는 GPU 패키지가 시뮬레이션 설정과 호환되는지 확인한 후 스크립트 맨 처음에 다음 줄을 추가해야 합니다.

package gpu 2  (#of GPU per nodes)

자세한 내용을 찾을 수 있습니다. 여기에서 확인하세요.

소프트웨어 설정

이제 “소프트웨어 설정” 페이지에서 소프트웨어 패키지 옵션을 구성할 수 있습니다. 타일을 검색하거나 직접 선택할 수 있습니다. 램프:

• 다음으로 분석 옵션 설정해야 합니다.
• 드롭다운 선택기를 사용하면 원하는 소프트웨어 버전을 선택할 수 있습니다.
• 이 튜토리얼의 입력 파일은 다음을 사용하여 테스트되었습니다. LAMMPS(29년 2019월 XNUMX일(GPU))이므로 해당 옵션을 선택하세요.
• 이것은 오픈 소스 소프트웨어이므로 어떤 유형의 라이센스도 선택할 필요가 없습니다.
• 다음으로 프로젝트에 대한 분석 실행 명령을 추가해야 합니다. 이 명령은 사용되는 각 소프트웨어 패키지 및 각 입력 파일에 따라 다릅니다. 이 입력 파일의 경우 다음을 추가해야 합니다.

mpirun -np 16 lmp_rescale -sf gpu -pk gpu 2 -in LJ.in

이제 실행할 코어의 유형과 수를 선택할 수 있습니다. 하드웨어 설정 페이지를 확인하시기 바랍니다.

기본 작업의 경우 편집할 세 가지 하드웨어 설정이 있습니다. 코어타입다양한 HPC에 맞게 사전 구성되고 최적화된 아키텍처... 더 보기, 코어 수 및 월타임.
이 예에서는 GPU 수(8)로 1을 선택하고 Walltime(6)으로 2시간을 선택하고 핵심멀티코어 프로세서 내의 개별 처리 장치 더 보기 유형. Rescale은 On-Demand Economy 및 On-Demand Priority 핵심 유형 옵션을 제공합니다. 이 옵션에 대한 자세한 정보를 찾을 수 있습니다 여기에서 확인하세요.

따로 지정할 필요는 없습니다 처리를 게시 이 튜토리얼의 옵션입니다. 계속하려면 검토, 클릭 다음 인사말 처리를 게시 화면.

선택 사항을 검토한 후 이제 케이스를 일괄 제출할 준비가 되었습니다.

검토

검토 단계에서는 제출 전 작업 요약을 보여줍니다.

• 파란색을 클릭하십시오 문의하기 작업 구성 페이지의 오른쪽 상단이나 작업 중간에 있는 버튼 검토 페이지를 확인하시기 바랍니다.
• 또는 작업을 제출하는 대신 다음을 선택할 수 있습니다. 찜하기 나중에 실행될 문제 설정입니다.

Status

이제 상태 탭에서 작업 진행 상황을 모니터링할 수 있습니다.

• 작업 상태를 모니터링하고 작업에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 클러스터컴퓨팅 클러스터는 느슨하게 또는 긴밀하게 연결된 집합으로 구성됩니다. 더 보기 실시간. 여기에서 "process_out.log" 출력의 실시간 테일링을 볼 수 있습니다.
• 이 분석은 전적으로 클라우드에서 실행되므로 브라우저 창을 닫거나 컴퓨터를 종료해도 됩니다. 언제든지 Rescale에 로그인한 후 작업 탭. 작업이 완료되면 이를 알리는 이메일을 받게 됩니다.
• 에 대한 가이드 모니터링 상태 Rescale에서 찾을 수 있습니다 여기에서 확인하세요
• 작업 실행이 완료되면 다음을 수행할 수 있습니다. 다운로드 모든 출력 파일은 결과 페이지. 또한 데스크탑을 실행하고 이 작업을 연결하여 사후 처리를 수행할 수도 있습니다. 
• 에 대한 가이드 작업 결과 관리 Rescale에서 발견되었습니다. 여기에서 확인하세요.

LAMMPS 사용자-OpenMP 패키지

• OpenMP를 사용하여 CPU에서 멀티스레딩을 활성화합니다.
• 광범위한 LAMMPS 적용 범위(108개 쌍 스타일, 30개 수정, 분자 토폴로지 결합, 각도 등, PPPM, Verlet 및 rRESPA)
• 적은 수의 스레드(2-4)에 가장 적합합니다.
• 멀티 코어 노드에서 MPI로 실행할 때 MPI는 종종 통신 병목 현상을 겪고 MPI+OpenMP를 사용하여 문제를 겪습니다. 노드전통적인 컴퓨팅에서 노드는 네트워크의 객체입니다. ... 더 보기 더 빠를 수 있다
• 작업당 노드가 많고 노드당 코어가 많을수록 MPI+OpenMP의 이점이 더 커집니다.

자세한 정보를 찾을 수 있습니다. 여기에서 확인하세요.

이 패키지를 사용하여 이 튜토리얼을 실행하려면 다음 단계를 따르세요.

1. 사용자는 OMP 패키지가 시뮬레이션 설정과 호환되는지 확인한 후 스크립트 맨 처음에 다음 줄을 추가해야 합니다.

package omp 2 (# of OpenMP threads to associate with each MPI process)

2. 자세한 내용을 찾을 수 있습니다. 여기에서 확인하세요
3. . 소프트웨어 설정:

• 다음으로 분석 옵션 설정해야 합니다.
  • 드롭다운 선택기를 사용하면 원하는 소프트웨어 버전을 선택할 수 있습니다.
  • 이 튜토리얼의 입력 파일은 다음을 사용하여 테스트되었습니다. LAMMPS(29년 2021월 XNUMX일)이므로 해당 옵션을 선택하세요.
  •  이것은 오픈 소스 소프트웨어이므로 어떤 유형의 라이센스도 선택할 필요가 없습니다.
  • 다음으로 프로젝트에 대한 분석 실행 명령을 추가해야 합니다. 이 명령은 사용되는 각 소프트웨어 패키지 및 각 입력 파일에 따라 다릅니다. 이 입력 파일의 경우 다음을 추가해야 합니다.

mpirun -np 16 lmp -sf omp -pk omp 2 -in LJ.in

4. 하드웨어 설정의 경우: 코어 수로 16을 선택하고 월타임으로 6시간을 선택합니다. 이 튜토리얼에서는 SterliteMax가 핵심 유형으로 선택되었습니다.

5. Rescale은 On-Demand Economy 및 On-Demand Priority 핵심 유형 옵션을 제공합니다. 이 옵션에 대한 자세한 정보를 찾을 수 있습니다 여기에서 확인하세요.
6. 따로 지정할 필요는 없습니다 처리를 게시 이 튜토리얼의 옵션입니다. 계속하려면 검토, 클릭 다음 인사말 처리를 게시 화면. 선택 사항을 검토한 후 이제 케이스를 일괄 제출할 준비가 되었습니다.
7. 위에서 언급한 대로 시뮬레이션 상태와 결과를 모니터링합니다.
8. 에 대한 가이드 작업 결과 관리 Rescale에서 발견되었습니다. 여기에서 확인하세요