GROMACS

[GROMACS] adalah package berkecepatan tinggi untuk komputasi dinamika molekular baik untuk biokimia (seperti protein, lipids) maupun non-biokimia (seperti polimer).

Modul GROMACS

Berikut adalah detail versi GROMACS yang tersedia secara global di ALELEON Supercomputer:

Modul GROMACS versi CPU

Versi	Nama modul software	Dukungan hardware
				OMP Threading	MPI multi-node
2021.1	gromacs/2021.1-GCC10-MKL	V	-	-	V

Modul GROMACS versi CPU dan GPU

Versi	Nama modul software	Dukungan hardware
				OMP Threading	MPI multi-node
2022.4	gromacs/2022.4-GCC11.3-AOCL4.0-CUDA11.8	V	V	V	V
2024.4	gromacs/2024.4-GCC12.3-AOCL5.0-CUDA12.5	V	V	V	V

Hubungi tim admin melalui email support@efisonlt.com untuk permintaan instalasi versi lain.

Info Menjalankan GROMACS dengan Akselerasi GPU

ALELEON Supercomputer menyediakan GROMACS yang dapat berjalan dengan akselerasi GPU. Beberapa hal perlu menjadi pertimbangan user:

• Akselerasi GPU bukan jaminan peningkatan performa pada semua jenis input dan parameter.
  • Tim admin menyarankan user untuk menguji hal ini di perangkat komputer pribadi.

• Biasanya GROMACS mdrun tidak memerlukan parameter tambahan untuk akselerasi GPU.
  • Dalam beberapa kasus, optimasi parameter tambahan dapat meningkatkan kecepatan komputasi.
• Referensi lanjutan parameter akselerasi GPU (-nb, -bonded, -pme) dapat dipelajari pada tautan berikut:
  • [Getting good performance from mdrun — GROMACS 2021.1 documentation]
  • [Creating Faster Molecular Dynamics Simulations with GROMACS 2020 | NVIDIA Developer Blog]

Pilihan Menjalankan Komputasi

User dapat menjalankan GROMACS dengan pilihan metode:

1. [Batch Job] -> menjalankan komputasi melalui manajemen Slurm di [compute node].

(klik expand / kembangkan)

Batch Job

Tersedia dua pilihan tampilan yaitu terminal dan web EFIRO melalui app Job Composer. Pilih sesuai keinginan.

- Langkah Batch Job di Terminal -
Tutorial ini mengasumsikan user familiar dengan terminal Linux
0
Menggunakan terminal! User web EFIRO buka app Aleleon Shell Access atau menu Apps > Aleleon Shell Access
1
Lakukan persiapan:
Siapkan file komputasi yang dibutuhkan: Upload / download file lihat [Upload / Download File HOME] Pre-processing input dan parameter GROMACS lihat subbab: [Pre-processing Input dan Parameter]
2A
Buat Submit Script yaitu 'formulir' untuk menjalankan job komputasi: Nama file bebas dengan format .sh, contoh submit.sh Biasanya submit script berada satu folder dengan file komputasi. $ nano submit.sh atau vim
Contoh template Submit Script: Ikuti petunjuk NOTES dan alur script di dalamnya. Klik expand / kembangkan - Template Submit Script GROMACS versi CPU - #!/bin/bash # ----------------------------------------------------- # Template SLURM Submit Script # GROMACS (versi CPU) | rev.201224 # # NOTES: # 1. Isi bagian yang ditandai 4 garing (////). # 2. Template ini bersifat referensi. # User dapat mengubah bagian yang perlu diubah. # ----------------------------------------------------- # ----------------------------------------------------- # Alokasi komputasi SBATCH dan file input # ----------------------------------------------------- # Alokasi jumlah core thread CPU #SBATCH --ntasks=//// # Alokasi jumlah memori RAM (satuan GB) #SBATCH --mem=////GB # Alokasi limit waktu menjalankan job # Format HH:MM:SS atau D-HH:MM:SS #SBATCH --time=//// # Definisi file untuk menampung output terminal program #SBATCH --output=result-%j.txt # Definisi file untuk menampung output error log #SBATCH --error=error-%j.txt # Parameter input dan output untuk gmx_mpi mdrun GROMACS_PARAMETER="////" # ---------------------------------------------------- # Script jalannya program # ---------------------------------------------------- # Memuat modul software GROMACS # Daftar modul lihat subbab "Modul GROMACS" di atas module load gromacs//// # Perintah menjakankan GROMACS mpirun -np ${SLURM_NTASKS} gmx_mpi mdrun ${GROMACS_PARAMETER} - Template Submit Script GROMACS versi GPU - Note: GROMACS versi GPU menggunakan threading OMP per task MPI: Task MPI diwakili oleh jumlah GPU (SBATCH gpus) Thread OMP diwakili oleh SBATCH cpus-per-task Perhatikan total CPU = ntasks * cpus-per-task Jumlah thread OMP disarankan 2 atau 4. #!/bin/bash # -------------------------------------------------------- # Template SLURM Submit Script # GROMACS (versi GPU) | rev.201224 # # NOTES: # 1. Isi bagian yang ditandai 4 garing (////). # 2. Template ini bersifat referensi. # User dapat mengubah bagian yang perlu diubah. # 3. GROMACS GPU menggunakan threading OMP per task MPI # Perhatikan usage CPU = ntasks * cpus-per-task # -------------------------------------------------------- # ----------------------------------------------------- # Alokasi komputasi SBATCH dan file input # ----------------------------------------------------- # Menggunakan partisi compute node GPU #SBATCH --partition=ampere # Alokasi jumlah core thread CPU #SBATCH --ntasks=//// # Alokasi jumlah GPU, menjadi jumlah task MPI #SBATCH --gpus=//// # Alokasi jumlah thread OMP per task MPI # Disarankan 2 atau 4 #SBATCH --cpus-per-task=//// # Alokasi jumlah memori RAM (satuan GB) #SBATCH --mem=////GB # Alokasi limit waktu menjalankan job # Format HH:MM:SS atau D-HH:MM:SS #SBATCH --time=//// # Definisi file untuk menampung output terminal program #SBATCH --output=result-%j.txt # Definisi file untuk menampung output error log #SBATCH --error=error-%j.txt # Parameter input dan output untuk gmx_mpi mdrun GROMACS_PARAMETER="////" # ---------------------------------------------------- # Script jalannya program # ---------------------------------------------------- # Memuat modul software GROMACS yang dapat menggunakan GPU # Daftar modul lihat subbab "Modul GROMACS" di atas module load gromacs//// # Threading OMP export OMP_NUM_THREADS=${SLURM_CPUS_PER_TASK} # Perintah menjalankan GROMACS 1 GPU dan multiple GPU if [ $SLURM_GPUS -eq 1 ] then echo "Terdeteksi running GROMACS dengan 1 GPU" gmx_mpi mdrun ${GROMACS_PARAMETER} elif [ $SLURM_GPUS -gt 1 ] then echo "Terdeteksi running GROMACS dengan $SLURM_GPUS GPU" # Unset UCX supaya MPI berjalan di NVIDIA unset UCX_TLS unset UCX_NET_DEVICES mpirun -np $SLURM_GPUS gmx_mpi mdrun ${GROMACS_PARAMETER} fi
Info script lebih detail lihat [Submit Script ALELEON Supercomputer] Untuk SBATCH notifikasi email status jalannya job lihat [Slurm Jojo]
2B
SBATCH komputasi (ntasks, mem, time, dll) punya limit berdasarkan: Sisa Core Hour user dan [Fair Usage Limit] Spesifikasi sistem dan software komputasi. Untuk melihat limit, jalankan perintah berikut: Jalankan ketika tidak ada job user yang berjalan atau antri. $ slimit-gromacs
3
Jalankan job dengan perintah: $ sbatch [nama-submit-script] Contoh: $ sbatch submit.sh
4
User dapat melihat status jalannya job dengan perintah: $ squeue -ul $USER Kolom ST atau STATE menunjukkan status jalannya job: STATE Penjelasan R (RUN) Job berjalan PD (PENDING) Job tertahan, lihat [Daftar Job Reason] CG (COMPLETING) Job selesai dan dalam proses clean-up CA (CANCELED) Job dibatalkan user PR (PREEMPETED) Job dibatalkan admin, alasan dikabarkan via email S (SUSPENDED) Job ditahan admin, alasan dikabarkan via email
5
User dapat memantau file output dengan perintah Unix seperti: ls, cat, more, tail, dll
6
Apabila user ingin menghentikan job yang berjalan, jalankan perintah: $ scancel [job-ID] Job ID ada pada squeue diatas. contoh membatalkan job ID 231: $ scancel 231
---

- Langkah Batch Job di EFIRO Job Composer -
1
[Login ke web EFIRO] ALELEON Supercomputer.
2
Klik app Job Composer di homepage EFIRO. Atau melalui menu Apps > Job Composer
Pilih menu New Job > From Template
3
Buat ruang job untuk menjalankan komputasi:
Pillih template GROMACS yang diinginkan: Nama Template Penjelasan GROMACS 2021.1 (CPU) Menjalankan GROMACS 2021.1 pada CPU GROMACS 2022.4 (CPU) Menjalankan GROMACS 2022.4 pada CPU GROMACS 2022.4 (GPU) Menjalankan GROMACS 2022.4 pada GPU GROMACS 2024.4 (CPU) Menjalankan GROMACS 2022.4 pada CPU GROMACS 2024.4 (GPU) Menjalankan GROMACS 2022.4 pada GPU Kemudian isi Job Name dan klik Create New Job
4
Lakukan persiapan:
Siapkan file komputasi yang dibutuhkan di ruang job: Pastikan ruang job yang dipilih adalah yang akan digunakan. Upload / download / edit file via menu Edit Files Upload / download file tunggal diatas 2GB gunakan [software FTP] Pre-processing input dan parameter via menu Open Terminal Lihat subbab [Pre-processing Input dan Parameter]
5A
Lengkapi Submit Script melalui tombol Open Editor Submit script adalah 'formulir' untuk menjalankan job komputasi. Ikuti petunjuk NOTES dan alur script di dalamnya. Klik Save setiap kali mengubah script.
Bagi yang memilih template GROMACS versi GPU: GROMACS versi GPU menggunakan threading OMP per task MPI: Task MPI diwakili oleh jumlah GPU (SBATCH gpus) Thread OMP diwakili oleh SBATCH cpus-per-task Perhatikan total CPU = ntasks * cpus-per-task Jumlah thread OMP disarankan 2 atau 4.
Info script lebih detail lihat [Submit Script ALELEON Supercomputer] Untuk SBATCH notifikasi email status jalannya job lihat [Slurm Jojo]
5B
SBATCH komputasi (ntasks, mem, time, dll) punya limit berdasarkan: Sisa Core Hour user dan [Fair Usage Limit] Spesifikasi sistem dan software komputasi. Untuk melihat limit, jalankan perintah berikut: Jalankan ketika tidak ada job user yang berjalan atau antri. $ slimit-gromacs
6
Jalankan job dengan klik tombol Submit Kolom Status menjelaskan status jalannya job: Status Arti Not Submitted Job belum pernah dijalankan. Running Job berjalan. Queue Job mengantri dan belum berjalan. Completed Job selesai berjalan. Failed Job berhenti karena error atau di stop user. Melihat alasan job yang queue: Buka pinned apps Active Jobs di homepage EFIRO. Ubah opsi All jobs ke Your Jobs. Klik simbol > untuk melihat status job yang pending pada kolom Reason. Arti reason lihat laman [Daftar Job Reason ALELEON Supercomputer]
7
Lihat output file komputasi pada kolom Folder Contents Atau dengan membuka menu Edit Files Kolom Folder Contents.
8
Apabila user ingin menghentikan job yang berjalan, klik Stop
9
Untuk menghapus ruang job dan datanya: Pilih ruang job yang akan dihapus. Perhatikan opsi ini juga menghapus data di ruang job tersebut. Klik menu Delete
---

Pre-processing Input dan Parameter

GROMACS membutuhkan pengolahan file input dan parameter sebelum menjalankan komputasi.

• Kegiatan ini dilakukan di login node sehingga tidak mengkonsumsi Kredit Core Hour.
• Hubungi tim admin apabila user membutuhkan panduan atau tambahan software package tertentu.

ALELEON Supercomputer menyediakan variasi berikut:

1. [gmx_mpi]
2. [ACPYPE]

gmx_mpi

GROMACS ALELEON Supercomputer diinstal dengan dukungan MPI sehingga user menggunakan gmx_mpi, bukan gmx.

Menjalankan gmx_mpi
0
Menggunakan terminal! User Job Composer buka menu Open Terminal di ruang job-nya
1
Aktifkan modul GROMACS yang akan dipakai. $ ml [nama-modul-GROMACS] Nama modul lihat subbab 'Modul GROMACS' diatas.
2
Gunakan perintah gmx_mpi untuk pre-processing input. Contoh dengan pdb2gmx: $ gmx_mpi pdb2gmx [parameter-input-output]
---

Kembali ke subbab [Batch Job]

ACPYPE (AnteChamber PYthon Parser InterfacE)

ACPYPE adalah wrapper Python berdasarkan software ANTECHAMBER untuk membantu pengolahan file input dan parameter software MD (Molecular Dynamic) seperti GROMACS ini.

- Menggunakan container ACPYPE -
0
Menggunakan terminal! User Job Composer buka menu Open Terminal di ruang job-nya
1
Aktifkan container Apptainer: $ ml apptainer
2
Aktifkan container ACPYPE, tersedia versi 2023.10.27: $ apptainer run $SCONT/acpype-2023.10.27.sif Kemudian user dapat menggunakan ACPYPE: Apptainer> [jalankan perintah ACPYPE ...]
3
Untuk keluar dari container, jalankan perintah: Apptainer> exit
---

Kembali ke subbab [Batch Job]

Pelaporan Kendala dan Support

Apabila menjumpai masalah teknis dalam menjalankan komputasi, silahkan lapor dengan klik gambar berikut ini.

Bila terdapat pertanyaan lainnya, silahkan hubungi admin EFISON melalui email:

support@efisonlt.com