Gromacs

< Podręcznik użytkownika KDM < Oprogramowanie KDM < Oprogramowanie naukowe

Gromacs
Serwer	Wersja
Supernova	4.5.3 (single, double, seq, MPI) 4.5.5 (single, seq, MPI)
Kontakt
kdm@wcss.pl

Gromacs - pakiet oprogramowania chemicznego przeznaczony do symulacji dynamiki molekularnej. Program zaprojektowany został z myślą o molekułach biochemicznych (np. proteiny, lipidy) ale z powodzeniem wykorzystywany jest także do badania systemów nie-biologicznych, np. polimerów.

Licencja

Pakiet jest darmowy, rozpowszechniany na licencji GNU GPL.

Gromacs w WCSS

Gromacs umożliwia obliczenia równoległe przy użyciu standardowych bibliotek MPI.

Na klastrze Supernova dostępny jest

• Gromacs 4.5.3
  • skompilowany kompilatorami Intela w wersji sekwencyjnej i równoległej z wykorzystaniem trybu float i double. Wszystkie wersje równoległe korzystają z bibliotek MPI (MVAPICH2) i sieci InfiniBand.
  • Programy znajdują się w katalogach (odpowiednio do wersji):

/usr/local/gromacs/4.5.3-double/     - wersja sekwencyjna podwójnej precyzji
/usr/local/gromacs/4.5.3-double-mpi/ - wersja równoległa podwójnej precyzji
/usr/local/gromacs/4.5.3-single/     - wersja sekwencyjna pojedynczej precyzji
/usr/local/gromacs/4.5.3-single-mpi/ - wersja równoległa pojedynczej precyzji

• Gromacs 4.5.5
  • skompilowany kompilatorami Intela w wersji sekwencyjnej i równoległej z wykorzystaniem trybu float. Wersja równoległa korzysta z bibliotek MPI (MVAPICH2) i sieci InfiniBand.
  • Programy znajdują się w katalogu:

/usr/local/gromacs/4.5.5-single/

Środowisko aplikacji

Do prostego ustawiania środowiska programu można skorzystać z mechanizmu modułów.

Załadowanie modułu w powłoce:

> module load gromacs

Powyższe polecenie ustawia odpowiednie ścieżki dostępu do poleceń grompp i mdrun domyślnej (najnowszej) wersji pakietu Gromacs.

Aby załadować środowisko konkretnej wersji należy skorzystać z jednego z poleceń:

> module load gromacs/4.5.3-s
> module load gromacs/4.5.3-d
> module load gromacs/4.5.5-s

Wstawianie zadań do kolejki

Zadania obliczeniowe należy wstawiać do jednej z kolejek systemu PBS. Można w tym celu skorzystać z gotowego skryptu lub napisać własny. Aby skorzystać z gotowego skryptu wystarczy wywołać polecenie:

> sub-gromacs plik.tpr [kolejka] [parametry]

Gdzie:

• Polecenie uruchamia najnowszą dostępną wersję programu.
• plik.tpr - plik z danymi wejściowymi
• Parametry w nawiasach [ ] są opcjonalne.
  • -q kolejka (domyślnie parallel)
  • -n liczba_rdzeni (domyślnie 4)
  • -m ilosc_pamieci_na_rdzen_w_MB (domyślnie 1800)
  • -i "plik1 plik2 ..." (lista plików potrzebnych do obliczeń - w cudzysłowach)
  • -c plik_checkpoint (dodaje do wywołania mdrun opcję -cpi plik_checkpoint, plik checkpointu nie powinien być podany za -i)

Starsze wersje programu, jeśli są wspierane dostępne są przez przez skrypt z oznaczeniem wersji, np:

> sub-gromacs4.5.3 plik_wejsciowy.tpr [kolejka] [liczba_cpu] [pamiec_per_cpu_w_MB]

Gdzie:

• Polecenie uruchamia wersję 4.5.3 programu.
• plik_wejsciowy.tpr - plik z danymi wejściowymi
• Parametry w nawiasach [ ] są opcjonalne.
• Domyślne wartości:
  • kolejka = parallel
  • liczba_cpu = 4
  • pamiec_per_cpu_w_MB = 1800

Przykładowy skrypt gmx.pbs

Użytkownik może również napisać własny skrypt i korzystać z niego do zlecania zadań do kolejki. Przykładowy skrypt znajduje się poniżej:

#!/bin/bash
#PBS -q normal
#PBS -l select=1:ncpus=4:mem=8096MB:mpiprocs=4
#PBS -l software=Gromacs_4.5.3-s
#PBS -N gmx_test1

# Zaladuj modul gromacs
source /usr/local/Modules/3.2.7/init/bash
module load gromacs/4.5.3-s

# Przejdz do katalogu domowego z plikami wejsciowymi zadania
cd /home/$USER/gmx_test1/
export DIR=`pwd`

# Utworz katalog tymczasowy, przekopiuj pliki wejsciowe 
export SCR=$SCRDIR/gmx-$PBS_JOBID
mkdir -p $SCR
cp gmx_test1/* $SCR
cd $SCR

# Uruchom przetwarzanie grompp
$GROMPP [opcje]

# Uruchom obliczenia mdrun
$MDRUN -v -s test1.tpr -o test1.trr > test1.log 2>&1

#przekopiuj wyniki do katalogu domowego
cd $DIR
cp -r $SCR . && rm -rf $SCR

Powyższy skrypt ładuje moduł odpowiedniej wersji Gromacsa. Moduł wykrywa na podstawie ustawień środowiska PBS czy zadanie ma być równoległe czy sekwencyjne i odpowiednio ustawia zmienną MDRUN, która w przypadku zadań równoległych zawiera polecenia uruchamiające środowisko MPI.

Wstawienie skryptu do kolejki:

> qsub gmx.pbs

Uwaga

Od wersji 4.5 Gromacs zrównolegla domyślnie obliczenia także na poziomie wątków. Liczbę wątków można ustalić opcją "-nt <liczba wątków>". Aby wyłączyć wątkowanie należy w wywołaniu programu dodać opcję "-nt 1". Jeżeli wątkowanie jest włączone (domyślnie jest) program próbuje automatycznie podzielić domenę problemu na tyle porcji ile uruchamia wątków - jeżeli mu się to nie uda, program jest przerywany i zadanie kończy się komunikatem:

-------------------------------------------------------

Fatal error:

Domain decomposition does not support simple neighbor searching, use grid searching or use particle decomposition

For more information and tips for troubleshooting, please check the GROMACS

website at http://www.gromacs.org/Documentation/Errors

-------------------------------------------------------

Dokumentacja

• Strona domowa pakietu Gromacs
• Dokumentacja on-line
• [www.staff.amu.edu.pl/~chemfiz/pliki/Gromacs.pdf‎ Wprowadzenie do GROMACS'a Autorka: Magda Flader]

Zobacz też: Oprogramowanie KDM