Ihre nächsten Schritte

Zuletzt aktualisiert am 2025-08-04 | Diese Seite bearbeiten

Jetzt wissen Sie genug über HPC, um zu erforschen, wie Sie es für Ihre Arbeit nutzen können, oder um zu verstehen, welche potenziellen Vorteile es für Sie hat. Vielleicht haben Sie auch Ideen, wo die Hindernisse und Schwierigkeiten liegen könnten und haben weitere Fragen, wie Sie HPC in Ihrem Bereich einsetzen und/oder ausprobieren können.

Diese Sitzung soll Ihnen die Möglichkeit geben, diese Fragen und Probleme zu untersuchen. Die Dozenten und Helfer des Kurses werden vor Ort sein, um Ihre Fragen zu beantworten und die nächsten Schritte mit Ihnen zu besprechen.

Mögliche Erörterungen

Zu den Dingen, die Sie mit den Ausbildern und Helfern diskutieren könnten, gehören:

  • Ihr Arbeitsablauf und wo fortgeschrittenes Rechnen helfen könnte
  • Wie erhalten Sie Zugang zu Einrichtungen für Ihre Arbeit?
  • Wie erhalten Sie Hilfe und Unterstützung, um Ihre Arbeit mit Hilfe von Advanced Computing zum Laufen zu bringen. Zum Beispiel Softwareentwicklung, Fortbildung, Zugang zu lokalem Fachwissen

Optionen für diese Sitzung

Es gibt eine Reihe von verschiedenen Möglichkeiten für die praktische Arbeit während dieser Sitzung. Die folgenden Aufgaben umfassen: die Untersuchung Ihrer eigenen Arbeit; ein erweitertes Beispiel unter Verwendung einer parallelen HPC-Anwendung; ein erweitertes Beispiel unter Verwendung von Hochdurchsatzberechnungen bei mehreren seriellen Analysen. Wenn Sie die Sitzung für etwas anderes nutzen möchten (z. B. um mit den Dozenten/Helfern wie oben beschrieben zu diskutieren), dann können Sie dies gerne tun. Die Idee der Sitzung ist es, Ihnen dabei zu helfen, Ihre Nutzung der fortgeschrittenen Datenverarbeitung zu verbessern, und dies wird von Person zu Person unterschiedlich sein!

Erforschung Ihrer Arbeit mit HPC

Wenn Sie ein praktisches Beispiel aus Ihrem Arbeitsbereich haben, bei dem Sie Hilfe benötigen, um es auf einem HPC-System zum Laufen zu bringen oder die Leistung eines HPC-Systems zu untersuchen, ist das großartig! Diskutieren Sie mit uns und stellen Sie Fragen (sowohl technische als auch nicht-technische).

Untersuchen der Leistung von GROMACS

GROMACS ist ein weltweit führendes Paket zur biomolekularen Modellierung, das auf HPC-Systemen auf der ganzen Welt stark genutzt wird. Die Wahl der besten Ressourcen für GROMACS-Berechnungen ist nicht trivial, da sie von vielen Faktoren abhängt, darunter:

  • Die zugrunde liegende Hardware des verwendeten HPC-Systems
  • Das tatsächliche System, das durch das GROMACS-Paket modelliert wird
  • Das Verhältnis von Prozessen zu Threads, die für die parallele Berechnung verwendet werden

In dieser Übung sollten Sie versuchen, eine gute Auswahl an Ressourcen und Einstellungen auf {{ site.remote.name }} für ein typisches biomolekulares System zu treffen. Dies beinhaltet:

  • Herunterladen der Eingabedatei für GROMACS von {{ site.url }}{{site.baseurl }}/files/ion-channel.tpr
  • Schreiben eines Job-Submissions-Skripts zur Ausführung von GROMACS auf {{ site.remote.name }} unter Verwendung der Systemdokumentation
  • Variieren Sie die Anzahl der Knoten (von 1 bis 32 Knoten ist ein guter Ausgangspunkt), die für den GROMACS-Job verwendet werden, und messen Sie die Leistung (in ns/Tag)
  • Verwenden Sie die Ergebnisse dieser Studie, um eine gute Ressourcenwahl für diese GROMACS-Berechnung vorzuschlagen

Wenn Sie über diese anfängliche Aufgabe hinausgehen möchten, gibt es eine Reihe interessanter Möglichkeiten, dies zu tun. Zum Beispiel:

  • Variieren Sie die Anzahl der pro Prozess verwendeten Threads
  • Reduzieren Sie die Anzahl der pro Knoten verwendeten Kerne
  • Erlauben Sie der Berechnung, symmetrisches Multithreading (SMT) zu verwenden, falls aktiviert

Bitte fragen Sie einen Helfer nach weiteren Informationen zu diesen Optionen!

Parallele Ausführung vieler serieller BLAST+-Analysen

BLAST+ findet Regionen der Ähnlichkeit zwischen biologischen Sequenzen. Das Programm vergleicht Nukleotid- oder Proteinsequenzen mit Sequenzdatenbanken und errechnet die statistische Signifikanz.

In dieser Übung sollten Sie das bisher Gelernte anwenden, um einen Weg zu finden, mehrere serielle BLAST+ Analysen parallel laufen zu lassen. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun, die einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Einige Ideen sind:

  • Verwendung von {{ site.sched.name }} Job-Arrays zur Ausführung mehrerer Kopien auf verschiedenen Knoten
  • Verwendung einer Bash-Schleife innerhalb eines Knotens
  • Verwendung von GNU Parallel innerhalb eines Knotens

Wir haben einen Beispieldatensatz mit 100 zu analysierenden Sequenzen vorbereitet (eigentlich sind es 10 Sequenzen, die 10 Mal wiederholt werden). Dieser Satz basiert auf dem BLAST GNU Parallel example

Diese Übung beinhaltet:

  • Herunterladen und Erweitern des Datensatzes auf das HPC-System von: {{ site.url }}{{site.baseurl }}/files/parallel_example.tar.gz

  • Schreiben eines Auftragsskripts zur Ausführung einer einzelnen Analyse unter Verwendung des Moduls blast und des folgenden Befehls:

    BASH 

    blastp -db pdb_blast_db_example/pdb_seqres.txt -query test_seq_0.fas
-evalue 0.0001 -word_size 7  -max_target_seqs 10 -num_threads 1 \
-out output_seq_0.blast -outfmt "6 std stitle staxids sscinames"

    wobei das Zeichen \ dem Zeichen bash mitteilt, dass der Befehl in der nächsten Zeile fortgesetzt wird. Beachten Sie, dass es bei dieser Ausrichtung keine Ausgabe geben wird, wenn sie korrekt funktioniert).

  • Auswahl einer Methode zur Ausführung mehrerer Kopien der Analyse, um alle 100 Analyseaufgaben parallel auszuführen (es müssen nicht alle 100 gleichzeitig ausgeführt werden).

Sie können dieses Problem weiter erforschen, indem Sie verschiedene Möglichkeiten zur Parallelisierung dieses Problems und/oder die Kombination mehrerer paralleler Strategien untersuchen.

Sie könnten auch die Leistungsschwankungen untersuchen, wenn Sie mehrere Kopien auf einem Knoten ausführen. An welchem Punkt wird die Hardware überlastet?