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原创

批量计算平台助力科研超算

2024-09-23 09:43:06
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1.什么是科研超算

科研超算,全称为科学研究超级计算,是指在科学研究领域中应用的超级计算机和相关技术。超级计算机是一类性能强大、运算速度极快的计算机,它们能够执行高速度、大容量的数据处理和复杂的数值模拟任务。科研超算通常用于解决科学和工程领域中的一些最复杂的问题,这些问题往往超出了普通计算机的处理能力。

2.使用批量计算平台助力科研超算

2.1 批量计算简介

批量计算作业平台是应对海量批处理作业的分布式作业任务管理平台。可支持海量作业并发,系统智能的对任意规模批处理作业进行资源分配、作业调度和任务管理。广泛应用于电影动画渲染、生物数据分析、多媒体转码、科学计算、人工智能等领域。

2.2 Gaussian简介

Gaussian 是一款广泛使用的量子化学计算软件,它能够进行半经验计算和从头计算,适用于研究分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、偶极矩和多极矩、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、NMR、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径等。Gaussian 软件能够模拟气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,是研究取代效应、反应机理、势能面和激发态能量的有力工具。
Gaussian 软件是计算化学领域内最流行、应用范围最广的综合性量子化学计算程序包,它基于量子力学而开发,致力于把量子力学理论应用于实际问题,可以通过一些基本命令验证和预测目标体系几乎所有的性质。Gaussian 软件能够研究诸多的科学问题,如化学反应过程、化合物稳态结构的确定、各种谱图的验证及预测、分子各种性质、热力学分析、分子间相互作用、激发态等。

2.3 使用批量计算运行Gaussian

  • 登录批量计算控制台
    image.png
  • 创建开发环境,选择keyanv1镜像
    image.png
  • 打开开发环境,进入VNC
    image.png
  • 运行GaussView6
    image.png
  • 进行分子变量实验(调整原子角度)
    image.png
  • 计算实验结果
    image.png
    image.png

总结

批量计算平台在科研超算中具有多项优点,能够显著提升科学研究的效率和质量。以下是批量计算助力科研超算的一些主要优点:

  1. 完全托管​:用户可以将批处理计算中的资源调度和流程调度完全托管给批量计算平台,从而减少管理和维护计算资源的工作量。
  2. 成本优化​:批量计算平台可以根据任务的数量和资源要求动态配置和弹性扩展所需的计算资源,从而降低资源使用成本,实现零预投成本,用户可以以更低的开销更充分地利用资源。
  3. 强大易用​:平台提供了大量辅助功能,帮助用户定义和提交计算作业,如多种执行方法定义、计算流程编排、状态监控等,使得用户可以更专注于数据分析和处理。
  4. 海量并发处理能力​:支持十万核级别并发规模,自动高效完成数据分发和计算调度,适合处理大规模数据集。
  5. 弹性伸缩​:根据作业需求动态分配计算资源,支持任务依赖关系(DAG),轻松组建工作流,适应不同规模和复杂度的计算需求。
  6. I/O优化​:独有的数据分布式缓存技术,极大加速大规模共享数据分发,直接挂载对象存储,透明处理 I/O 访问异常。
  7. 按量付费​:用户按照计算资源实际使用量付费,有效控制成本。
  8. 应用场景广泛​:批量计算平台适用于基因测序、医疗分析、科学研究、视频渲染、金融大数据、精准广告等多个领域,满足不同科研领域的特定需求。
  9. 高性能计算能力​:提供高性能硬件支持,如高读写带宽、高稳定性、超大容量存储等,满足高性能计算的需求。

案例中演示了批量计算在分子计算软件Gaussian的简单操作,未来批量计算将助力更多科研超算场景!


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批量计算平台助力科研超算

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1.什么是科研超算

科研超算,全称为科学研究超级计算,是指在科学研究领域中应用的超级计算机和相关技术。超级计算机是一类性能强大、运算速度极快的计算机,它们能够执行高速度、大容量的数据处理和复杂的数值模拟任务。科研超算通常用于解决科学和工程领域中的一些最复杂的问题,这些问题往往超出了普通计算机的处理能力。

2.使用批量计算平台助力科研超算

2.1 批量计算简介

批量计算作业平台是应对海量批处理作业的分布式作业任务管理平台。可支持海量作业并发,系统智能的对任意规模批处理作业进行资源分配、作业调度和任务管理。广泛应用于电影动画渲染、生物数据分析、多媒体转码、科学计算、人工智能等领域。

2.2 Gaussian简介

Gaussian 是一款广泛使用的量子化学计算软件,它能够进行半经验计算和从头计算,适用于研究分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、偶极矩和多极矩、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、NMR、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径等。Gaussian 软件能够模拟气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,是研究取代效应、反应机理、势能面和激发态能量的有力工具。
Gaussian 软件是计算化学领域内最流行、应用范围最广的综合性量子化学计算程序包,它基于量子力学而开发,致力于把量子力学理论应用于实际问题,可以通过一些基本命令验证和预测目标体系几乎所有的性质。Gaussian 软件能够研究诸多的科学问题,如化学反应过程、化合物稳态结构的确定、各种谱图的验证及预测、分子各种性质、热力学分析、分子间相互作用、激发态等。

2.3 使用批量计算运行Gaussian

  • 登录批量计算控制台
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  • 创建开发环境,选择keyanv1镜像
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  • 运行GaussView6
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  • 进行分子变量实验(调整原子角度)
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  • 计算实验结果
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总结

批量计算平台在科研超算中具有多项优点,能够显著提升科学研究的效率和质量。以下是批量计算助力科研超算的一些主要优点:

  1. 完全托管​:用户可以将批处理计算中的资源调度和流程调度完全托管给批量计算平台,从而减少管理和维护计算资源的工作量。
  2. 成本优化​:批量计算平台可以根据任务的数量和资源要求动态配置和弹性扩展所需的计算资源,从而降低资源使用成本,实现零预投成本,用户可以以更低的开销更充分地利用资源。
  3. 强大易用​:平台提供了大量辅助功能,帮助用户定义和提交计算作业,如多种执行方法定义、计算流程编排、状态监控等,使得用户可以更专注于数据分析和处理。
  4. 海量并发处理能力​:支持十万核级别并发规模,自动高效完成数据分发和计算调度,适合处理大规模数据集。
  5. 弹性伸缩​:根据作业需求动态分配计算资源,支持任务依赖关系(DAG),轻松组建工作流,适应不同规模和复杂度的计算需求。
  6. I/O优化​:独有的数据分布式缓存技术,极大加速大规模共享数据分发,直接挂载对象存储,透明处理 I/O 访问异常。
  7. 按量付费​:用户按照计算资源实际使用量付费,有效控制成本。
  8. 应用场景广泛​:批量计算平台适用于基因测序、医疗分析、科学研究、视频渲染、金融大数据、精准广告等多个领域,满足不同科研领域的特定需求。
  9. 高性能计算能力​:提供高性能硬件支持,如高读写带宽、高稳定性、超大容量存储等,满足高性能计算的需求。

案例中演示了批量计算在分子计算软件Gaussian的简单操作,未来批量计算将助力更多科研超算场景!


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