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ホーム > 研究開発用PC 構成事例 (テグシス) > 量子科学計算・分子動力学計算用コンピュータ・クラスター (4台構成)

量子科学計算・分子動力学計算用コンピュータ・クラスター (4台構成)

2023年12月12日 テガラ株式会社 研究用ワークステーション, 化学, 研究開発用PC 構成事例 (テグシス)

GROMACS・LAMMPSなどのソフトウェアを用いた量子化学計算・分子動力学計算用コンピュータ・クラスターの導入を検討している。
ワークステーション (ノード) が並列化されたシステムから構成され、3ノード以上かつ、全コア数が60以上の構成を提案して欲しい。

ノードのうち1台にはRTX A6000などの分子動力学計算用GPUを搭載したい。

ソフトウェアに関しては、GAMESS、 LAMMPS、 GROMACS、 RadonPy、 ERmodの使用を予定している。
上記のソフトウェアをプリインストールし、PBSでジョブ管理が可能な状態で納入してほしい。
また、LAMMPS・GROMACSについてはGPUを利用したジョブ実行ができることが好ましい。

具体的な各ノード構成の希望は以下の通り。

【管理ノード】

・CPU:動作クロック2.0GHz以上、コア総数12C/24T以上
・メモリ:128GB程度
・ストレージ:80TB以上
・OS:Rocky Linux
・その他:ラックマウント本体、ディスプレイ&キーボード

【GPU搭載計算ノード】

・CPU:2CPU構成、動作クロック2.75GHz以上、コア総数56C/112T以上
・メモリ:48GB程度
・ストレージ:500GB以上
・OS:Rocky Linux
・GPU:NVIDIA製、CUDAコア10000以上、VRAM合計48GB以上

【計算ノード】

・CPU:2CPU構成、動作クロック2.75GHz以上、コア総数56C/112T以上
・メモリ:256GB程度
・ストレージ:500GB以上
・OS:Rocky Linux

その他

・ノード間は10GbE LANで接続
・各ノードはサーバラックに収めたいので、ラック本体を含めて提案してほしい
・予算900万円程度
・現地での設置作業を希望する

これらのご要望を踏まえ、弊社からは下記のクラスター構成をご提案しました。

管理ノード
CPU Intel Xeon Silver 4310 (2.10GHz 12コア)
メモリ 128GB REG ECC
ストレージ 20TB HDD S-ATA × 5(RAID6)2
ビデオ on board (VGAx1)
ネットワーク on board (1000Base-T x2)、 LANカード(10GbE x2)
筐体+電源 4U筐体 + 1200W
OS Rocky Linux
その他 1Uラックマウント 750VA/680W UPS
10GbE 28ポート ネットワークスイッチ
23.8型ワイド FullHD 液晶ディスプレイ

 

GPU搭載計算ノード
CPU AMD EPYC MILAN 7453 (2.75GHz 28コア) x2
メモリ 256GB REG ECC
ストレージ 500GB SSD S-ATA
ビデオ on board (VGAx1)
GPU NVIDIA RTX A6000 48GB GDDR6
ネットワーク on board (1000Base-T x2)、 LANカード(10GbE x2)
筐体+電源 4U筐体 + 1200W
OS Rocky Linux
   

 

計算ノード
CPU AMD EPYC MILAN 7453 (2.75GHz 28コア) x2
メモリ 256GB REG ECC
ストレージ 500GB SSD S-ATA
ビデオ on board (VGAx1)
ネットワーク on board (1000Base-T x2)、 LANカード(10GbE x2)
筐体+電源 4U筐体 + 1200W
OS Rocky Linux

 

その他
ラック 42U サーバーラック
サポート 現地設置

4台構成のコンピュータ・クラスター

管理ノード + GPU搭載計算ノード + GPU非搭載計算ノード x2の合計4台構成
でのクラスターを構成です。

管理ノードは共有ストレージを兼用し、20TB HDD S-ATA x5枚でRAID5を構成しています。
計算クラスターとしては、1ノードあたり56コア x3台で、合計で168コアのクラスターシステムです。
また、GPU搭載計算ノードにはNVIDIA RTX A6000 48GB GDDR6を搭載しています。

各ノード・UPS・ネットワークスイッチは42Uのサーバラックに収納し、現地での設置作業を含める形でご提供しています。
なお、各ノード間は10GbEネットワークスイッチを介して接続しています。

ジョブ管理が可能な状態でのソフトウェアセットアップ

お客様のご要望にあわせて、GAMESS、 LAMMPS、 GROMACS、 RadonPy、 ERmodをプリインストールしています。
LAMMPS・GROMACSは、GPUを利用した計算を行うことができるようにセットアップしています。
また、管理ノードにPBSをインストールし、各ノードへの計算リソース配分が行えるよう設定しています。

 

本事例の構成は、お客様から頂戴した条件を元に検討した内容です。
いただいた条件に合わせて柔軟にマシンをご提案いたしますので、掲載内容とは異なる条件でご検討の場合でも、お気軽にご相談ください。

■キーワード

・LAMMPSとは
LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) は、米国のサンディア国立研究所で開発されたオープンソースの分子動力学計算アプリケーション。パラメータ設定により対応する力場の幅広さと柔軟さに定評がある。

参考:LAMMPS Molecular Dynamics Simulator ※外部サイトに飛びます

・GROMACSとは
GROMACS (Groningen Machine for Chemical Simulations) は、オランダのフローニンゲン大学で開発された分子動力学シミュレーションのパッケージ。主に、タンパク質や脂質、拡散などの生化学分子用に設計されている。

参考:GROMACS ※外部サイトに飛びます

・GAMESSとは
GAMESS(General Atomic and Molecular Electronic Structure System)は、分子構造や反応に対する電子構造解析を行うための計算化学ソフトウェア。GAMESSは、量子力学に基づいた理論を用いて、分子の電子構造や反応エネルギー、スペクトルなどの物理化学的性質を計算することができる。

参考:GAMESS ※外部サイトに飛びます

・RadonPyとは
RadonPyは、全自動で全原子古典分子動力学法による高分子物性計算を行うことができるオープンソースのPythonライブラリ。ポリマーの繰り返し単位の化学構造を入力し、力場の割り当て、初期構造の生成、エラー処理、平衡・非平衡MD計算による物性評価までの全工程を完全に自動化することができる。

参考:RadonPy ※外部サイトに飛びます

・ERmodとは
ERmod (Energy Representation Module)は、ソフト分子集団系の自由エネルギーを計算するためのソフトウェア。通常の液体はもちろん、超臨界流体・イオン液体など広範な溶媒種への溶解度を決定することができる。

参考:ERmod ※外部サイトに飛びます

・PBSとは
PBS(Portable Batch System)は、ジョブスケジューリングを行うためのソフトウェア。多くの場合UNIXクラスター環境と組み合わせて使用され、クラスター上のリソースに計算タスクを割り当てることができる。

参考:OpenPBS ※外部サイトに飛びます

 

 

■ このPC事例に関する詳細、お問い合わせはこちら
量子科学計算・分子動力学計算用コンピュータ・クラスター (4台構成)

※事例の名称またはご希望の条件などをご記入ください。

  • 分子動力学
  • LAMMPS
  • 量子化学計算
  • Gromacs

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