服务器、超算使用教程¶

约 3812 个字 586 行代码 3 张图片预计阅读时间 20 分钟

服务器、超算介绍¶

Master¶

Linux 系统：Ubuntu 22.04，内核：5.19.0-43-generic
root 权限：无；无法使用 apt、apt-get、dpkg、snap 命令安装程序
任务调度系统：Slurm
CPU：Intel Xeon Platinum 8369B，共 64 核
GPU：2 $\times$ 24G RTX 3090；调用 GPU 时只能一整块调用，显存自动分配
Intel 套件：Intel-oneAPI 2022.1.0
内存：共 512G
数据存储：较大体积的数据（Master 本地或超算上的）可以放到 ${HOME}/storage
/home/share 目录，不同用户可将临时共享文件放此，所有用户可删除文件，但文件夹需其所有者才能删除，因此建议将文件夹进行打包压缩再放到 share 目录中

cat /proc/cpuinfo       # CPU 信息查看
cat /proc/meminfo       # 内存信息查看
free -h                 # 内存使用情况查看
nvidia-smi              # GPU 信息、使用情况查看

# 赝势路径
/work/backup/.vasp_pot/    # Master
/opt/.vasp_pot             # Manager

Master 上已安装的程序/软件：cat /opt/bin/README 查看

# Code                 Function
ave....................Get the averages of data columns in a file
bave...................Get the block averages of data columns in a file
binave.................Get the bin averages of data columns in a file
crysinfo...............Get the crystalline symmetry info for an xyz file
cumsum.................Get the cummulative sum of data columns in a file
d2p....................Dump2phonon, get dynamical matrix from a lammps trajectory file
dos2th.................Get thermal info from phonon DOSes.
dumpana................Analyze the lammps dump file
find-min-pos...........Find the location (line #) of a minimum value within a column data
find-val-pos...........Find the location of a given value within a column data
get-col-num............Get the column number of a word in the first line of the file.
getpot.................Get vasp potential for desired elements.
gsub...................Submit GPU jobs.
hist...................Get the histogram of a data file.
histjoin...............To join multiple files from hist.
latgen.................To generate the position file for selected crystals.
lmp....................LAMMPS
mathfun................To perform simple math calculations.
ovito..................To visualize atomic configurations.
phana..................To analyze binary file from fix-phonon.
posconv................To convert formats of pos files
run....................To find the locations of running jobs.
spave..................To get the spatial average from data columns in a file
submit.................To submit CPU jobs.
v6.gam.................vasp.6.3.0.gam
v6.ncl.................vasp.6.3.0.ncl
v6.std.................vasp.6.3.0.std
vacf...................To measure phonon DOS based on velocity-velocity autocorrelation function method
vasp...................vasp.5.4.4.std
vasp.5.gam.............vasp.5.4.4.gam
vasp.5.std.............vasp.5.4.4.std
vasp.6.gpu.............vasp.6.3.0.std.gpu (OpenACC)
vasp.6.gpu.gam.........vasp.6.3.0.gam.gpu
vasp_gam...............vasp.5.4.4.gam
vaspkit................Toolkit for vasp calculations.
vasp_std...............vasp.5.4.4.std
viscal.................To calculate shear viscosity based on Green-Kubo method
vmd....................To visualize md trajectories

GPU 相关¶

查看 cuda 是否安装

nvidia-smi            # NVIDIA 驱动
nvcc --version
/usr/local/cuda       # CUDA 库路径

GPU 信息及使用情况查看：nvidia-smi、gpustat - Python

watch -d2 nvidia-smi      # 持续查看 GPU 使用情况

gpustat -i 2

输出信息解读：两个 GPU 都在高负载运行（GPU 利用率 100%，温度分别为 77 摄氏度和 72 摄氏度），并且接近其功率上限。GPU 上的内存几乎被完全利用，表明运行的进程（主要是 python）正在积极使用 GPU 资源。

# GPU 列表
GPU 0 / GPU 1         # 系统中有两个 NVIDIA GeForce 系列的 GPU
Persistence-M         # 显示 GPU 的持久模式是否开启
Bus-Id                # 显示 GPU 在系统总线上的唯一标识符，可以用于特定应用配置
Disp.A                # 显示是否用作显示输出
Volatile Uncorr. ECC  # 显示易失性未校正的 ECC（错误校正码）错误
Fan                   # GPU 风扇速度
Temp                  # GPU 温度
Perf                  # 性能状态，P2 表示当前在一种性能状态
Pwr:Usage/Cap         # 当前功率使用量和功率上限
Memory-Usage          # GPU 内存使用情况
GPU-Util              # GPU 使用率
Compute M.            # 计算模式，默认是 Default

# 进程：列出了在每个 GPU 上运行的进程
PID                   # 进程 ID
Type                  # 进程类型，G 表示图形，C 表示计算
Process name          # 进程名称
GPU Memory Usage      # 进程使用的 GPU 内存量

指定使用哪块 GPU（适用于 TensorFlow 和 PyTorch 等任何使用 CUDA 的程序）

# 指定使用第一块 GPU
CUDA_VISIBLE_DEVICES=1 python script.py

# 指定使用两块 GPU
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1

import torch

# 指定使用第二块 GPU
device = torch.device("cuda:1")
# 将模型和数据移至此
model.to(device)

Manager¶

Linux 系统：Ubuntu 16.04；内核：4.15.0-120-generic
root 权限：无；无法使用 apt、apt-get、dpkg、snap 命令安装程序
任务调度系统：PBS
CPU：Intel Xeon E5520、Intel Xeon E5630（node 9）、Intel Xeon E5-2620（node 11）；共 100 核，共 12 个节点（node1~11 + manager；其中 node2，6，7，8 经常 down）
GPU：Matrox Electronics Systems Ltd. MGA G200eW WPCM450、XGI Technology Inc. XG20 core（前两者主要用于服务器的视频输出和基本图形处理任务）、2 $\times$ 4.6G NVIDIA Tesla K20m（node 11）
内存：登录、Manager 节点约 4G；node 11 约 16G；node 1, 3-5 约 24G；node 9-10 约 16G
Intel 套件：Composer XE 2015
glibc 版本过低（编译安装新版本较为复杂）

超算¶

Linux 系统：Rocky Linux（基于 Centos）
root 权限：无；无法使用 yum 命令安装软件程序
任务调度系统：Slurm；Pi、ARM、思源一号提交的任务在任一平台都可以看到
CPU、内存：超算中的 CPU 核有内存配比限制
GPU：超算的 GPU 队列很难排到
程序/软件：Pi 的一些基础程序的版本比思源一号旧许多；查看：module av
Pi 和 ARM 用户目录相同
sylogin1 登录节点占用率较高，比其他（2-5）卡，是超算断开连接，vim 使用卡顿的可能原因之一；超算的登录节点为随机分配，应尽量避免登录到 sylogin1

服务器、超算登录¶

SSH 登录¶

通过 SSH 登录集群 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
超算平台的 SSH 端口均为默认值 22，-p 22 可省略

# manager
ssh [email protected] -p 312

# master
ssh [email protected] -p 313

# 思源一号
ssh [email protected]

# Pi（cpu 队列）
ssh [email protected]

# Pi（centos 队列）
ssh [email protected]

# ARM
ssh [email protected]

终端 SSH 免密登录¶

上海交通大学超算管理系统：HAM
交大超算登录现需要与 jAccount 绑定：账号安全信息管理 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
无需输入用户名和密码即可登录，还可以作为服务器的别名来简化使用。免密登录需建立从远程主机（集群的登录节点）到本地主机的 SSH 信任关系。建立信任关系后，双方将通过 SSH 密钥对进行身份验证。
在本地主机上生成的 SSH 密钥对，输入以下命令，持续 Enter 即可；将在 ~/.ssh（或 C:\User\username\.ssh）路径下生成密钥对文件 id_rsa 和 id_rsa.pub；将 id_rsa.pub 的内容（注意字符之间只有一个空格，复制后需注意）添加到远程主机的 ~/.ssh/authorized_keys 文件中。

ssh-keygen -t rsa

密钥对生成方式有 ssh-keygen 和 putty（ppk 格式，WinSCP 软件密钥验证需该格式），其中后者可通过 Mobaxterm 软件中 tool 工具中的 MobaKeyGen 来生成（在空白处乱按加快生成速度；将生成的公钥保存成 file.pub，私钥保存成 file.ppk）。
设置服务器别名：编辑或创建 ~/.ssh/config（或 C:\User\XXX\.ssh\config）

Host alias
    HostName
    User
    Port
    IdentityFile

具体示例：

Host Manager
    HostName 202.120.55.11
    User username
    Port 312
    IdentityFile ~/.ssh/id_rsa

Host Master
    HostName 202.120.55.11
    User username
    Port 313
    IdentityFile ~/.ssh/id_rsa

Host Pi
    HostName pilogin.hpc.sjtu.edu.cn
    User username
    Port 22
    IdentityFile ~/.ssh/id_rsa

Host SiYuan
    HostName sylogin.hpc.sjtu.edu.cn
    User username
    Port 22
    IdentityFile ~/.ssh/id_rsa

设置完成后，只需输入以下内容即可实现服务器、超算 SSH 登录：

ssh Master

ssh Manager

ssh Pi

ssh SiYuan

可能会出现的问题
- SSH 私钥的权限过于开放：SSH 私钥文件应该只能被文件的拥有者读取和写入，而不能被其他用户访问
- 解决方法：chmod 600 id_rsa

Permissions 0444 for 'id_rsa' are too open.
It is required that your private key files are NOT accessible by others.
This private key will be ignored.
Load key "id_rsa": bad permissions

客户端免密登录¶

常用软件：MobaXterm、Tabby（有交我算定制版客户端）等。
免密登录操作：将 id_rsa 私钥文件所在路径添加到 Use private key 选项中（Bookmark settings 选项可以将默认的 Session name 改成自己想要的别名）。

VSCode 免密登录¶

安装 Remote Development 扩展，如上面的 ~/.ssh/config 内容已设置好，会自动识别设置好的主机名（config 文件所在路径可自定义）
VSCode 远程连接 Manager（机子较老，10 余年历史），有时会导致其负载过高而崩溃，不建议长时间连接；VSCode 远程连接 Master（2023 年 5 月配置）暂无相关问题
在超算上使用 Python 插件中的 Pylance 语言服务器（LSP）以及 Jupyter 插件，常会出现 Pylance 崩溃的问题（Pi 稍微稳定些），因为超算的登录节点资源有限，建议将 Pylance 换成 Jedi（功能不及 Pylance），会稍微稳定些；建议不在超算平台上使用 Jupyter Notebook；Master 暂无相关问题

任务准备、提交、检查¶

参考：超算中作业管理系统PBS/LSF/Slurm的常用命令 - Ji-Huan Guan

Slurm 任务调度系统¶

Slurm 作业调度系统 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
通过 Jobid 来进入计算目录：A12 通过job-ID快速进入计算目录 - Learn VASP The Hard Way

# 常用命令
sbatch job.slurm             # 提交作业
squeue                       # 查看作业状态
scancel                      # 删除作业
scontrol                     # 查看作业详细状态
sinfo                        # 查看集群状态

scontrol show job            # 所有作业详细状态
scontrol show job JOBID      # 指定作业详细状态
sinfo --partition=64c512g    # 查看特定队列

# 节点状态
drain                        # 节点故障
alloc                        # 节点在用
idle                         # 节点可用
down                         # 节点下线
mix                          # 节点部分占用，但仍有剩余资源

# 作业状态
R                            # 正在运行
PD                           # 正在排队
CG                           # 即将完成
CD                           # 已完成

# 详细状态内容
UserId|WorkDir|JobState|JobId|JobName|NumNodes|NumCPUs|StdErr|StdOut|Command|RunTime

PBS 任务调度系统¶

Manager 为此作业调度系统
submit 命令是孔老师写的一个 PBS 任务提交脚本
-nc 参数含义：不将文件复制到计算节点中；推荐用带 -nc 参数的命令
提交任务命令会自动生成对应的 PBS.batch 脚本；当提交的任务出错时，修改 PBS.batch 脚本内容，之后可使用 qsub PBS.batch 命令提交任务

#  常用命令
pbsnodes               # 查看所有节点
pbsnodes -l free       # 查看空闲节点
pbsnodes XXX           # 查看某节点状态
ssh XXX                # 转到某节点
qsub script.pbs        # 提交作业
qdel JOBID             # 删除作业
qstat                  # 显示所有作业的状态
      -u XXX           # 指定用户
      -f JOBID         # 指定作业的详细状态
      -a               # 所有作业的详细状态
      -n               # 节点状态
      -q / -Q          # 队列状态
      -B               # 服务器状态
      -r               # 正在运行的作业
      -i               # 正在等待的作业
      -x               # 已完成的作业


# VASP 任务提交命令
submit -nc -n 8 vasp
submit -n 8 vasp

# LAMMPS 任务提交命令
submit -nc -n 8 lmp -in in.file
submit -n 8 lmp -in in.file

# 或进入到计算节点本地运行
ssh manager
mpirun -n 1 lmp -in in.file


# pbs 提交脚本内容
#!/bin/sh
#PBS -N task
#PBS -l nodes=1:ppn=1

Manager 中与 PBS 相关的一些 alias 设置

# 查看 q 相关命令 alias
alias | grep ^q

# q 相关命令均由 qstat 延伸
alias q='qstat -u xxx'
alias qq='pestat'
alias qa='qstat -a'
alias qn='qstat -u xxx|wc -l|awk '\\''{if ($1>0) print "Number of jobs by xxx: " $1-5; else print "Number of jobs by xxx: 0"}'\\'';qstat -a|wc -l|awk '\\''{print "Number of jobs by all: " $1-5}'\\'''

# q 相关命令
qstat       # 查看所有任务的状态
qa          # 查看所有任务的状态（信息比 qstat 详细）
q           # 查看自己任务的状态
qq          # 查看计算节点的状态（excl 正在运行；free 空闲；down 出现故障）
run         # 查看自己任务的结果输出路径和信息
qn          # 查看自己提交任务的数量和 manager 目前已提交的任务总数
ssh node02  # 连接计算节点；任务到了截止时间后程序会终止，只会输出 error 和 out 文件，可通过 ssh node 节点到计算该任务的节点中去，在 scratch 目录中可以找到该任务计算的结果

# 计算时间
Elap Time   # 实际时间（小时: 分）
Req'd Time  # 截止计算时间（240 小时）
Time Use    # 实际时间 * 节点数

超算队列介绍¶

参考：快速上手 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
超算队列内存情况

arm128c256g    每核2G内存    arm
64c512g        每核8G内存    siyuan
cpu            每核4G内存    pi
small          每核4G内存    pi
dgx2           每核6G内存    pi
**huge           每核35G内存   pi
192c6t         每核31G内存   pi**
cpu，small和dgx2队列作业运行时间最长7天，huge和192c6t最长2天。作业延长需发邮件申请，附上用户名和作业ID，延长后的作业最长运行时间不超过14天。

队列资源选择

资源如何选择？
交我算HPC+AI平台采用 CentOS 的操作系统，配以 Slurm 作业调度系统，所有计算节点资源和存储资源，均可统一调用。

若是大规模的 CPU 作业，可选择 CPU 队列或思源一号64c512g队列，支持万核规模的并行；

若是小规模测试，可选 small 队列或思源一号64c512g队列；

GPU 作业请至 dgx2 队列或思源一号a100队列；

**大内存作业可选择 huge 或 192c6t 两种队列**。

192c6t 和 huge 大内存队列，核数有一定要求，且排队时间较长

# 192c6t 队列
sbatch: error: The cpu demand is lower than 48. Please submit to huge or cpu partition.
sbatch: error: Batch job submission failed: Unspecified error

# huge 队列
sbatch: error: The cpu demand is lower than 6. Please submit to small partition.
sbatch: error: Batch job submission failed: Unspecified error

超算收费情况（2023.05.30）

交我算平台集群总费用为CPU，GPU和存储费用之和。费率标准如下：

CPU 价格：0.04元/核/小时（Pi 2.0集群 cpu/small/huge/192c6t/debug 队列）

                   0.05 元/核/小时（思源一号集群 64c512g 队列）

                   0.01元/核小时（arm128c256g队列）
GPU 价格：2 元/卡/小时（dgx2队列 V100 GPU）

                   2.5 元/卡/小时（思源一号 a100队列 A100 GPU）

免费存储 3 TB，超出部分 200 元/TB/年（存储按天扣费）

每个新账户赠送价值 300 元的积分，供免费试用

超算软件模块使用：软件模块使用方法 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation

module avail/av         # 查看超算预部署软件模块
module av [MODULE]      # 查看具体模块
module load [MODULE]    # 加载相应软件模块
module unload [MODULE]  # 卸载相应软件模块
module list             # 列出已加载模块
module purge            # 清除所有已加载软件模块
module show [MODULE]    # 列出该模块的信息，如路径（lib 及 include 等）、环境变量等

超算代理相关设置：常见问题 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation

思源一号克隆 GitHub repo（或 wget 下载网络文件）速度慢或无法进行；Pi 则正常。

解决方案：在计算节点上运行（有时也还是不稳定）或使用 Github 增强 - 高速下载油猴插件，选择合适的 URL 进行克隆。

计算节点是通过 proxy 节点代理进行网络访问的，因此一些软件需要特定的代理设置。需要找到软件的配置文件，修改软件的代理设置。

echo $http_proxy $https_proxy $no_proxy  # 查看代理

git、wget、curl 等软件支持通用变量，代理参数设置为：

# 思源一号计算节点通用代理设置
https_proxy=http://proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128
http_proxy=http://proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128
no_proxy=puppet,proxy,172.16.0.133,pi.sjtu.edu.cn

 # π2.0 计算节点通用代理设置
http_proxy=http://proxy.pi.sjtu.edu.cn:3004/
https_proxy=http://proxy.pi.sjtu.edu.cn:3004/
no_proxy=puppet

Python、MATLAB、Rstudio、fasterq-dump 等软件需要查询软件官网确定配置参数：

### fasterq-dump 文件，配置文件路径 ~/.ncbi/user-settings.mkfg

# 思源一号节点代理设置
/tools/prefetch/download_to_cache = "true"
/http/proxy/enabled = "true"
/http/proxy/path = "http:/proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128"

# π2.0 节点代理设置
/tools/prefetch/download_to_cache = "true"
/http/proxy/enabled = "true"
/http/proxy/path = "http://proxy.pi.sjtu.edu.cn:3004"

### Python 需要在代码里面指定代理设置，不同Python包代理参数可能不同

# 思源一号节点代理设置
proxies = {
    'http': 'http://proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128',
    'https': 'http://proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128',
}
# π2.0 节点代理设置
proxies = {
    'http': 'http://proxy.pi.sjtu.edu.cn:3004',
    'https': 'http://proxy.pi.sjtu.edu.cn:3004',
}

### MATLAB

# 思源一号节点代理设置
proxy2.pi.sjtu.edu.cn:3128

# π2.0 节点代理设置
proxy.hpc.sjtu.edu.cn:3004

注意：

队列一般不设置独占节点（不能加 #SBATCH --exclusive）
超算平台无法安装 OVITO，可视化平台有 OVITO，按小时收费
登录密码输错 5 词，需等待一段时候才能再次登录

任务提交示例¶

以下任务提交脚本代码使用的思源一号中的 64c512g 队列；超算中有许多不同版本的程序，可根据自身需求 module load 相应版本的程序
SBATCH 相关参数

#SBATCH --job-name=vasp_job
#SBATCH --account=wen
#SBATCH --time=01:00:00
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks=24
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH --mem=50GB
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

#SBATCH --exclusive

VASP¶

思源一号 VASP

#!/bin/bash

#SBATCH -J vasp
#SBATCH -p 64c512g
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

module purge

module load vasp/5.4.4-intel-2021.4.0
# module load vasp/6.2.1-intel-2021.4.0-cuda-11.5.0

ulimit -s unlimited

mpirun vasp_std

本地编译的 VASP

#!/bin/bash

#SBATCH -J vasp
#SBATCH -p 64c512g
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

module purge

# 导入 oneAPI 套件
module load intel-oneapi-compilers/2021.4.0
module load intel-oneapi-mpi/2021.4.0
module load intel-oneapi-mkl/2021.4.0

ulimit -s unlimited

export OMP_NUM_THREADS=1
export I_MPI_ADJUST_REDUCE=3

mpirun ${HOME}/bin/vasp_std

注：相关命令含义

ulimit -s unlimited

export OMP_NUM_THREADS=1
export I_MPI_ADJUST_REDUCE=3

ulimit -s unlimited - 设置进程的堆栈大小限制。通过指定 unlimited，表示将堆栈大小限制设置为无限制。堆栈是用于存储函数调用和局部变量的内存区域，增加堆栈大小限制可以允许进程使用更多的堆栈空间。这对于需要递归调用或者使用大量局部变量的程序可能是必需的。
export OMP_NUM_THREADS=1 - 设置 OMP_NUM_THREADS 环境变量，并将其值设为 1。OMP_NUM_THREADS 是 OpenMP 库使用的一个环境变量，用于指定并行计算时使用的线程数。在这里，将线程数设置为 1 表示只使用一个线程进行并行计算。这可以用于限制并行化的程度，特别是当希望使用单线程执行时。
export I_MPI_ADJUST_REDUCE=3 - 设置 I_MPI_ADJUST_REDUCE 环境变量，并将其值设为 3。I_MPI_ADJUST_REDUCE 是 Intel MPI 库使用的一个环境变量，用于调整 MPI 库中用于并行归约操作（reduce operation）的算法。将该变量设置为 3 表示使用性能优化的归约算法。这可以提高 MPI 程序中归约操作的效率。

LAMMPS¶

思源一号 LAMMPS

#!/bin/bash

#SBATCH --job-name=lmp
#SBATCH --partition=64c512g
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH --output=%j.out
#SBATCH --error=%j.err

module purge

module load lammps/20220324-intel-2021.4.0-omp

mpirun lmp -i in.test

超算 Pi 新 CPU 队列 LAMMPS

#!/bin/bash

#SBATCH -J lmp_pi
#SBATCH -p cpu
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

module purge

# 该版本的 LAMMPS 只安装了 4 个 packages；建议手动编译安装
module load lammps/20230802-oneapi-2021.4.0

mpirun lmp -in in.test

Python¶

#!/bin/bash

#SBATCH -J python
#SBATCH -p 64c512g
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

module purge

conda activate <ENV_NAME>
# source path/activate <ENV_NAME>

python test.py

Shell¶

#!/bin/bash

#SBATCH -J bash
#SBATCH -p 64c512g
#SBATCH -N 1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -o %j.out
#SBATCH -e %j.err

module purge

bash test.sh

任务状态检查¶

任务提交后，会生成 jobid.err 和 jobid.out 文件
- err 文件为空（大部分情况下），表示提交的任务未出错
- err 文件不为空，表示提交的任务出错；需查看 err 文件中的出错提示，进行修改
- 若 err、out 文件出现以下内容，大概率为超算平台出现故障，请与相关负责人联系

# err 文件内容
/tmp/slurmd/jobid/slurm_script: line 24: mpirun: command not found

# out 文件内容
could not read file "/usr/share/Modules/libexec/modulecmd.tcl": no such file or directory

# Slurm 故障
slurm_load_jobs error: Socket timed out on send/recv operation
slurm_load_jobs error: Slurm backup controller in standby mode

数据传输¶

参考：
- 数据共享与传输 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
- 提高数据传输速度（利用外部指令并发多个 scp/rsync 进程）：数据传输技巧 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
超算进行数据传输一般在 data 节点上进行。超算传输节点

data.hpc.sjtu.edu.cn    # Pi
sydata.hpc.sjtu.edu.cn  # 思源

命令行¶

scp：Secure Copy，基于 SSH 协议进行文件传输，不支持增量传输
rsync：支持 SSH 协议或 rsync 协议、增量传输、支持本地和远程同步、支持断点续传
因安全策略升级，在集群的终端上不支持 scp/rsync 的远程传输功能，所以需要从用户本地终端使用 scp/rsync 命令：数据传输方案和传输节点 - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
rsync 显示整体进度（不太好用）：Overall Progress with rsync - Dave Dribin’s Blog

# scp 语法
scp [OPTION]... SRC DEST
scp [OPTION]... SRC [USER@]host:DEST
scp [OPTION]... [USER@]HOST:SRC DEST

# scp 参数
-p                   # 保留文件属性
-v                   # 详细输出
-r                   # 以递归方式复制
-q                   # 安静模式；不显示进度或错误消息
-P                   # 指定远程主机的端口号

# 示例
# 在超算传输节点终端，传输数据给 Master
scp -v -P 313 SRC [email protected]:DEST
# 在 Master 终端，传输数据给 Master
scp -v [email protected]:SRC DEST


# rsync 安装
brew install rsync   # macOS 安装 3.X.X 新版本

# rsync 语法
rsync [OPTION]... SRC DEST
# 单个冒号：通过 ssh 或 rsh 协议连接远程主机
# 若 ~/.ssh/config 中已为 [USER@]HOST 设置了别名和配置，则其可用别名简化
rsync [OPTION]... SRC [USER@]host:DEST     # 等效于上传文件到远程服务器
rsync [OPTION]... [USER@]HOST:SRC DEST     # 等效于从远程服务器下载文件
# 两个冒号：通过 rsync 协议连接远程主机的 rsync 守护进程
rsync [OPTION]... [USER@]HOST::SRC DEST
rsync [OPTION]... SRC [USER@]HOST::DEST

# 示例
# 在超算传输节点终端（Pi 可以，思源不可以），传输数据给 Master
rsync -avuP --human-readable -e "ssh -p 313" SRC [email protected]:DEST
# 在 Master 终端，传输数据给 Master（Pi、思源都可以）
rsync -auvP --human-readable [email protected]:SRC DEST

# rsync 参数
-v, --verbose       # 详细输出
-q, --quiet         # 安静模式
-a, --archive       # 归档模式，表示以递归方式传输文件，并保持所有文件属性，相当于 -rlptgoD
-r, --recursive     # 递归模式
-l, --links         # 保持符号链接的属性
-L, --copy-links    # 复制符号链接指向的实际文件/目录，而非符号链接
-p, --perms         # 保持文件权限
-t, --times         # 保持文件时间戳
-g, --group         # 保持文件所属组
-o, --owner         # 保持文件所有者
-D, --devices       # 保持设备文件（块设备和字符设备）
-z, --compress      # 传输时进行压缩处理
-n, --dry-run       # 不实际运行，显示哪些文件将被传输
-delete             # 删除那些 DST 中 SRC 没有的文件
-exclude            # 排除指定的文件或目录
-include            # 只包括指定的文件或目录
--existing          # 只更新目标路径中已存在的文件
-e, --rsh=COMMAND   # 指定使用 rsh、ssh 方式进行同步
-u, --update        # 仅进行更新
--human-readable    # 显示输出文件大小以 KB、MB、GB 等表示
--progress          # 显示传输进度
-P                  # --partial --progress 的简写，不仅显示传输进度（单个文件），还会在传输中断时保存部分传输的数据，方便下次继续传输
-e "ssh -p 313"     # 指定 SSH 连接的端口号
--info=progress2    # 显示整体的传输进度，避免与 -v --progress 参数一起使用

客户端¶

软件主要使用 WinSCP；免密登录操作见下图：

Manager 与超算间的数据传输¶

上传与下载：孔老师写的 upload 与 download 脚本
- Manager 与 Pi：upload -s P 或将 P 改成 H 或 h
- Manager 与思源一号：将 P 改成 s

# 上传
upload -s P manager/path pi/path
upload -s s manager/path siyuan/path

# 下载
download -s P pi/path manager/path
download -s s siyuan/path manager/path

程序编译/安装¶

在超算上编译程序，由于登录节点资源有限，需在计算节点上进行，需申请临时计算节点（一个核即可）

# Pi
srun -p cpu -n 1 --pty /bin/bash

# 思源一号
srun -p 64c512g -n 1 --pty /bin/bash

源码编译¶

参考：linux源码编译安装软件原理 - 人生的哲理 - 博客园
编译前，需理解 Makefile 文件中的命令含义！

./configure   # 配置、生成 Makefile 文件
# 常见参数
--prefix      # 自定义安装路径

make          # 编译
make install  # 安装

posconv、NumNei¶

具体安装步骤见：

latgen¶

具体安装步骤见：

dumpana¶

具体安装步骤见：

atomsk¶

具体安装步骤见：

LAMMPS¶

使用 cmake 编译

wget https://download.lammps.org/tars/lammps-2Aug2023.tar.gz
tar -xzvf lammps-2Aug2023.tar.gz
cd lammps-2Aug2023

# 导入 oneAPI 套件
module purge
module load intel-oneapi-compilers/2021.4.0
module load intel-oneapi-mkl/2021.4.0
module load intel-oneapi-mpi/2021.4.0
# 建议再导入该 oneAPI 模块
module load intel-oneapi-tbb/2021.4.0

# 编译配置
mkdir build && cd build
# C++ 等编译器均为 GNU套件的
cmake -C ../cmake/presets/most.cmake ../cmake

# oneapi 可替换成 intel
# oneapi IntelLLVM C++ 编译器为 intel oneapi 的 icpx
# intel Intel C++ 编译器为 intel oneapi 的 icpc
cmake \
    -C ../cmake/presets/most.cmake \
    -C ../cmake/presets/oneapi.cmake \
    ../cmake

# 编译
make  # cmake --build .

vaspkit¶

VASP 预、后处理工具；Overview — VASPKIT 1.5 documentation
预处理：不同计算任务的输入文件生成与检验；结构对称性分析等
后处理：力学性质；能带；态密度；费米面分析等
安装：在 vaspkit - Binaries 中下载 vaspkit 最新版本，解压，拷贝配置文件，对可执行文件设置软链接

cp how_to_set_environment_variables ~/.vaspkit

# 自定义参数
PBE_PATH                   # PBE 赝势路径；需是完整路径，不能使用环境变量
VASPKIT_UTILITIES_PATH     # vaspkit 工具路径
PYTHON_BIN                 # python 路径；可选

赝势：可拷贝 Master 或 Manager 上的赝势上传到超算目录；赝势格式如下：

pseudopotentials
├── lda_paw
│   ├── Ag
│   │   ├── POTCAR
│   │   └── PSCTR

使用教程：Tutorials — VASPKIT 1.5 documentation

vaspkit -help       # 查看帮助
vaspkit             # 进入交互模式
vaspkit < XXX.in    # 推荐此命令，适用于批处理

echo -e "102\n2\n0.04\n" | vaspkit

phonopy¶

phonopy：计算声子谱

安装

conda install -c conda-forge phonopy
pip install -U phonopy

sqsgen¶

安装：How to install sqsgen? — sqsgenerator 0.2 documentation
命令行使用：CLI reference — sqsgenerator 0.2 documentation
多亚点阵 sqsgen 生成示例：Advanced topics — sqsgenerator 0.2 documentation

sqs 生成程序

目标函数为 WC 参数；
生成速度相比 ATAT 及 ICET 相关模块要快，功能也更多；
10000 个原子构型的 sqs 生成速度在 2min 以内；
可事先估计生成 sqs 结构所耗费时间；可计算 WC 参数等；
浓度用具体的原子数目表示，比百分比形式更方便；
有 OpenMP 和 OpenMP+MPI 两种版本。

conda 版本（OpenMP 版本）

conda create --name sqsgen python=3

conda install -c conda-forge sqsgenerator

# 导出构型文件需要以下 package
pip install pymatgen ase

编译版本（OpenMP+MPI）

conda create --name sqsgen -c conda-forge boost boost-cpp cmake gxx_linux-64 libgomp numpy pip python=3

git clone https://github.com/dgehringer/sqsgenerator.git

OpenMP 版本

conda activate sqsgen
cd sqsgenerator

SQS_Boost_INCLUDE_DIR="${CONDA_PREFIX}/include" \\
SQS_Boost_LIBRARY_DIR_RELEASE="${CONDA_PREFIX}/lib" \\
CMAKE_CXX_COMPILER="g++" \\
CMAKE_CXX_FLAGS="-DNDEBUG -O2 -mtune=native -march=native" \\
pip install .

OpenMP+MPI 版本

conda activate sqsgen
cd sqsgenerator

SQS_MPI_HOME="${HOME}/yangsl/src/openmpi" \\
SQS_USE_MPI=ON \\
SQS_Boost_INCLUDE_DIR="${CONDA_PREFIX}/include" \\
SQS_Boost_LIBRARY_DIR_RELEASE="${CONDA_PREFIX}/lib" \\
CMAKE_CXX_COMPILER="g++" \\
CMAKE_CXX_FLAGS="-DNDEBUG -O2 -mtune=native -march=native" \\
pip install .

Tex Live¶

Tex Live 版本：思源一号 2018；Pi 2013；Manager 2015；Master 未安装
具体安装步骤见：

ATAT¶

WIP...

其他¶

超算高版本 glibc 编译：glibc - 上海交大超算平台用户手册 Documentation
超算上没有 mpi4py（得自己安装）：Mpi4py - 上海交大超算平台用户手册 Documentation

交我算常见问题总结¶

以下是使用 “交我算” 过程中可能遇到的常见问题总结：

充值/费率

计费系统 (HPC 账号和密码登陆)：https://account.hpc.sjtu.edu.cn
充值方法：https://net.sjtu.edu.cn/info/1244/2392.htm
费率问题：请用交大邮箱发送至 hpc@stju.edu.cn 咨询

致谢模版

“交我算” 用户在发布科研成果或论文时，应标注 “本论文的计算结果得到了上海交通大学交我算平台的支持和帮助”（The computations in this paper were run on the π 2.0 (or Siyuan Mark-I) cluster supported by the Center for High Performance Computing at Shanghai Jiao Tong University）. 论文发表后，欢迎将见刊论文通过邮件发送到 hpc@sjtu.edu.cn。

登录问题

连不上集群： https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/faq/index.html#id6
登录常掉线：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/login/index.html#id10
HPC studio 登录问题：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/studio/faq.html#hpc-studio-proxy-error
Jupyter、Rstudio 连接提示需要输入密码：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/studio/faq.html#jupyterrstudio

排队问题

status 监控系统：https://status.hpc.sjtu.edu.cn，该系统包含各队列上线节点数、排队数、作业数等信息
π集群排队问题：思源一号可用 CPU/GPU 资源更多，欢迎使用思源一号。
通过 squeue 查看作业，NODELIST(REASON) 为 resources/priority 表示正常排队，AssocGrpNodeLimit 表示欠费。

作业问题

报错作业咨询，请将用户名、作业 ID、路径、作业脚本名邮件发至 [email protected]。
NodeFail：计算节点故障导致作业运行失败，重新提交作业即可，失败作业的机时系统会自动返还。
运行程序时提示缺少 xxx.so 文件或者显示任务被 kill：如果是在登录节点出现该报错，请申请计算节点再做尝试。

软件安装问题

如何在集群上安装软件：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/faq/index.html#id16
商业软件问题：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/faq/index.html#id17

数据传输问题

$\pi$ 集群传输至思源一号：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/transport/index.html#id4

常用链接

HPC 网站：https://hpc.sjtu.edu.cn
用户文档：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn
超算用户简明手册：https://docs.hpc.sjtu.edu.cn/_static/hpcbriefmanual.pdf
集群实时利用率：https://account.hpc.sjtu.edu.cn/top
公众号/视频号：交我算

服务器、超算使用教程¶

服务器、超算介绍¶

Master¶

GPU 相关¶

Manager¶

超算¶

服务器、超算登录¶

SSH 登录¶

终端 SSH 免密登录¶

客户端免密登录¶

VSCode 免密登录¶

任务准备、提交、检查¶

Slurm 任务调度系统¶

PBS 任务调度系统¶

超算队列介绍¶

任务提交示例¶

VASP¶

LAMMPS¶

Python¶

Shell¶

任务状态检查¶

相关问题¶

数据传输¶

命令行¶

客户端¶

Manager 与超算间的数据传输¶

程序编译/安装¶

源码编译¶

posconv、NumNei¶

latgen¶

dumpana¶

atomsk¶

VASP.5.4.4¶

HDF5¶

VASP.6.3.0 + HDF5¶

VASP + VTST¶

LAMMPS¶

vaspkit¶

phonopy¶

sqsgen¶

Tex Live¶

ATAT¶

其他¶

交我算常见问题总结¶