LAMMPS Ehpc服务实例部署文档

前提条件

部署LAMMPS社区版服务实例，需要对部分阿里云资源进行访问和创建操作。因此您的账号需要包含如下资源的权限。

计费说明

LAMMPS社区版在计算巢部署的费用主要涉及：

• 弹性高性能计算集群（EHPC）费用

• 文件系统（NAS）费用

• 流量带宽费用

部署架构

• 服务实例由一个EHPC集群组成，EHPC集群中包括manager节点、schedule节点和compute节点。

• 服务使用nas-cpfs构建高性能共享文件系统。

部署流程

1. 访问计算巢LAMMPS社区版部署链接，按提示填写部署参数。

2. 参数填写完成后可以看到对应询价明细，确认参数，然后单击下一步：确认订单。

3. 确认订单信息无误并同意服务协议后，单击立即创建，进入部署阶段。

参数说明

使用流程

步骤一：通过控制台连接集群

1. 登录弹性高性能计算控制台。

2. 在顶部菜单栏左上角处，选择地域。

3. 在左侧导航栏，单击集群。

4. 在集群页面，找到在计算巢部署好的目标集群，单击远程连接。

5. 在远程连接页面，输入集群用户名、登录密码和端口，单击ssh连接。

步骤二：提交作业

本文介绍如何使用E-HPC集群运行LAMMPS开源仿真软件，以3d Lennard-Jones melt模型进行工业仿真，并通过可视化的方式查看仿真结果。

1. 执行以下命令创建算例文件，算例文件命名为lj.in。

   vim lj.in

   作业脚本内容示例如下：

   # 3d Lennard-Jones melt
   variable        x index 1
   variable        y index 1
   variable        z index 1
   
   variable        xx equal 20*$x
   variable        yy equal 20*$y
   variable        zz equal 20*$z
   
   units           lj
   atom_style      atomic
   
   lattice         fcc 0.8442
   region          box block 0 ${xx} 0 ${yy} 0 ${zz}
   create_box      1 box
   create_atoms    1 box
   mass            1 1.0
   
   velocity        all create 1.44 87287 loop geom
   
   pair_style      lj/cut 2.5
   pair_coeff      1 1 1.0 1.0 2.5
   
   neighbor        0.3 bin
   neigh_modify    delay 0 every 20 check no
   
   fix             1 all nve
   dump 1 all xyz 100 sample.xyz
   run             10000

2. 执行以下命令创建作业脚本文件，脚本文件命名为lammps.pbs。

   vim lammps.pbs

   以下示例使用1个计算节点的32 vCPU，使用32个MPI任务进行高性能计算。请根据实际计算节点规格配置vCPU数，算力要求vCPU≥32。

   作业脚本内容示例如下：

   #!/bin/sh
   #PBS -l select=1:ncpus=32:mpiprocs=32
   #PBS -j oe
   
   export MODULEPATH=/opt/ehpcmodulefiles/   #module命令依赖的环境变量
   module load lammps-openmpi/31Mar17
   module load openmpi/1.10.7
   
   echo "run at the beginning"
   mpirun lmp -in ./lj.in                    #请根据实际修改lj.in文件的路径

3. 执行以下命令提交作业。

   qsub lammps.pbs

   预期返回如下，表示生成的作业ID为0.scheduler。

   0.scheduler

步骤三：查看作业结果

1. 查看作业运行情况。

   cat lammps.pbs.o0

   如果您不指定作业标准输出路径，则默认按照调度器行为生成输出文件。默认作业结果文件输出/home/<用户名>/目录下，本示例中的作业结果文件为/home/testuser/lammps.pbs.o0。

   预期返回如下：

   ......
   Per MPI rank memory allocation (min/avg/max) = 3.777 | 3.801 | 3.818 Mbytes
   Step Temp E_pair E_mol TotEng Press 
              0         1.44   -6.7733681            0   -4.6134356   -5.0197073 
          10000   0.69814375   -5.6683212            0   -4.6211383   0.75227555
   Loop time of 9.81493 on 32 procs for 10000 steps with 32000 atoms
   
   Performance: 440145.641 tau/day, 1018.856 timesteps/s
   97.0% CPU use with 32 MPI tasks x no OpenMP threads
   
   MPI task timing breakdown:
   |Section |  min time  |  avg time  |  max time  |%varavg| %total
   |---------------------------------------------------------------
   |Pair    | 6.0055     | 6.1975     | 6.3645     |   4.0 | 63.14
   |Neigh   | 0.90095    | 0.91322    | 0.92938    |   0.9 |  9.30
   |Comm    | 2.1457     | 2.3105     | 2.4945     |   6.9 | 23.54
   |Output  | 0.16934    | 0.1998     | 0.23357    |   4.3 |  2.04
   |Modify  | 0.1259     | 0.13028    | 0.13602    |   0.8 |  1.33
   |Other   |            | 0.06364    |            |       |  0.65
   
   Nlocal:    1000 ave 1022 max 986 min
   Histogram: 5 3 6 3 4 4 2 2 1 2
   Nghost:    2705.62 ave 2733 max 2668 min
   Histogram: 1 1 0 3 7 5 4 5 4 2
   Neighs:    37505 ave 38906 max 36560 min
   Histogram: 7 3 2 4 5 2 3 3 2 1
   
   Total # of neighbors = 1200161
   Ave neighs/atom = 37.505
   Neighbor list builds = 500
   Dangerous builds not checked
   Total wall time: 0:00:10

2. 使用VNC可视化查看作业结果。

   1. 打开VNC。 控制台操作时系统会自动打开集群安全组12016端口。

      1. 在弹性高性能计算控制台的左侧导航栏，单击集群。

      2. 在集群页面，找到目标集群，单击更多 > VNC。

      3. 使用VNC远程连接可视化服务。具体操作，请参见连接可视化服务。

   2. 在VNC窗口中，选择Application > System Tools > Terminal。

   3. 运行/opt/vmd/1.9.3/vmd命令，打开VMD软件。

   4. 在VMD Main对话框中，选择File > New Molecule...。

   5. 单击Filename处对应的Browse...，选择结果文件sample.xyz。

   6. 单击Load，可在VMD 1.9.3 OpenGL Display窗口查看可视化结果。