摘要：本文介绍了一款高性能计算资源，深圳云端软件有限公司(Cloudam)的云E算力平台。本文详细描述了如何利用cloudam云计算资源进行常规的计算，包括：（1）注册与创建cloudam账号；（2）文件与目录的管理；（3）集群的创建；（4）登录集群；（5）终止/释放集群；（6）SLURM的使用；（7）资源介绍。

作者：肖高铿
日期：2020-07-12

云E算力平台简介

在药物设计、分子模拟与计算化学领域经常需要用到集群进行高性能计算。比如当你需要对几百万、几千万甚至几十亿化合物库进行结构准备、虚拟筛选（比如分子对接虚拟筛选、药效团虚拟筛选、分子形状虚拟筛选）时，就需要大规模的CPU或GPU计算资源以便在合理的时间内完成计算。分子动力学模拟，量子化学计算以及炼金术法FEP结合自由能计算也需要大规模计算资源。

本文介绍了一款云计算资源：Cloudam的云E算力平台。它可以按需购买，按计算需要实时的添加或释放计算资源，让您随时从自己的笔记本上发起高性能计算。本文重点介绍了如何注册cloudam账户，在上传文件到cloudam云E算力平台、选择合适的计算资源创建管理节点、选择计算节点、用slurm脚本提交计算作业。

注册并登录cloudam

如果您尚未这样做，则需要注册一个云端cloudam帐户。注册后登录到控制台，如图1所示，您将看到一个首页。在首页中选择产品云E算力平台，同意法律条款，平台将赠送200元的云E算力平台代金劵，领取代金券开始创建作业。

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Figure 1. 注册并登录cloudam账户

文件与目录管理

注册cloudam账户之后，将创建一个用户名为cloudam的Linux用户，其HOME目录为/home/cloudam。首页左侧的“云E算力平台｜我的云文件”可以将你的文件系统以图形的方式呈现出来。“我的云文件”的一个基本功能可以看成是filezilla或WinScp：创建目录、上传与下载文件。图2展示了“我的云文件”，可以浏览HOME目录(/home/cloudam)下的所有文件，并可以管理（上传、下载、创建、删除等）云端的文件与目录了。

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Figure 2. 我的云文件

在“我的云文件”目录树里，每个目录的右侧有三个竖点标记，点击该标记可以对该目录进行：删除、创建子目录（新建文件夹）、重命名与下载等操作；同时，在右的对话框里，可以对选中的目录里的文件或子目录进行浏览、下载等各种操作。

现在，你可以将你感兴趣的软件或需要用到的文件上传到你的HOME目录或其他目录。

创建HPC集群

云E算力平台为你提供“虚拟的”计算集群。集群一般由两种节点构成：管理节点与计算节点。管理节点用于安装软件，提交计算任务，回收计算结果；而计算节点仅负责计算，仅再提交作业的时候才创建，如果创建之后5分钟内没有被使用则自动注销。在云E算力平台上，管理节点配置为2核心4GB内存；而计算节点的资源配置按需选用。

如图1所示，在首页左侧，点击“云E算力平台｜云桌面”，点击“SSH连接”，弹出“SSH连接”对话框。如果这是你第一次创建管理节点，则如图3所示，点击“启动SSH节点”即创建管理节点（集群）。

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Figure 3. 创建管理节点对话框

“云E算力平台｜云桌面”，点击“SSH连接”也是管理节点对话框，列出您当前所创建的管理节点（每个管理节点对应一个集群）. 如果您之前已经创建过一个管理节点，则如图4所示。

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Figure 4. 管理节点列表对话框

从对话框可知，目前已经建立了一个管理节点（集群）。点击右上角的“启动SSH节点”则创建一个新的管理节点（集群）。

登录集群

点击首页“云E算力平台|SSH连接”，弹出类似图4所示的已经创建好管理节点(集群)列表，选择你要使用的管理节点，点击“连接”按钮。Cloudam提供了几种管理节点登录方式（图5），选择自己合适的方式进行连接登录。

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Figure 5. 管理节点连接方式

登录管理节点之后，你就可以使用你创建的集群了。在云E算力平台力，你的计算需要通过SLURM进行提交。

使用集群：通过SLURM提交计算作业

cloudam云计算使用slurm作为作业管理系统，你的任何计算作业需要通过slurm脚本提交。具体的脚本编辑方法，可参考见教程：SLURM作业管理系统。一个典型的Slurm作业脚本格式大致如下：

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#!/bin/bash
#SBATCH -N 1
#SBATCH -J SLURM_DEMO
#SBATCH -p c-16-1
#SBATCH -c 16
#SBATCH -o non-error-log.txt
#SBATCH -e errors-and-progress-report.txt
 
####切换目录
cd $SLURM_SUBMIT_DIR
 
####计算任务命令
obabel -isdf dbase.sdf -omol2 -O dbase.mol2

其中第1行必须；第2行告诉SLURM该计算使用一个计算节点；第3行告诉SLURM使用c-16-1分区计算资源进行计算；第4行告诉SLURM作业对外呈现的名称；第5行告诉SLURM使用16个核心进行计算；第6行为输出非错误的日志；第7行输出错误日志；从第8行开始为具体作业相关的命令。将上述复制保存为demo.slurm备用。

Cloudam的云E算力平台采用分区来控制计算资源，在命令行键入命令sinfo可获得分区列表。分区名称c-16-1的第一个字母c表示CPU计算资源资源；16表示每节点16个核心；最后一个数字1表示每核心配1GB的内存，依次类推。

提交作业：

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sbatch demo.slurm

释放集群（节点）

当你不再需要你所创建的集群/管理节点，可以通过释放管理节点来删除所创建集群（管理节点）。释放之后，意味着你当前在进行的计算被强行终止、管理节点被删除。在释放管理之后，对管理节点的计费也将停止。

点击“云E算力平台|SSH连接”（图2），在管理节点列表里（图4）点击需要释放的管理节点的“释放”按钮，此时弹出"释放节点"确认对话框，点击确认，见图6。

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Figure 6. 释放管理节点（集群）

云E算力平台预安装的软件资源

为了方便用户使用，云E算力平台预安装了一些公共的软件，如果你有需要请联系管理员协助安装。

  • Anaconda3
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    module add Anaconda3/2020.02
  • RDKit

    • 最流行的化学信息学工具与开发平台，已经预安装好。

    1
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    module add Anaconda3/2020.02
source activate
conda activate rdkit
  • OpenBabel 3

    • OpenBabel是一个强大的化学结构格式转化工具与化学信息学工具，与RDKit安装于同一虚拟环境之下：

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    module add Anaconda3/2020.02
source activate
conda activate rdkit
  • Virtualflow

    • 已经部署了Enamine系列数据库，包括含：1）14.6亿化合物的Enamine Real数据库；2）2200万化合物的Real Diverse Drug like数据库，3）170万化合物的HTS数据库；与4）44万化合物Advanced数据库。准备好蛋白结构即可虚拟筛选。详细的使用方法见：virtualflow相关教程。

  • AutoDock Vina家族软件

    • 包含了Vina系列分子对接软件，包括：qvina02，qvina_w，smina，vina，vina_carb以及vina_xb等等，可以满足多种分子对接计算需求。使用方法见：Cloudam教程 | AutoDock Vina分子对接软件的使用。

  • GROMACS

    • 开源免费的分子动力学模拟工具，支持GPU，已经预装好。

    1

    module add GROMACS/2020-fosscuda-2019b

云E算力平台计算药物设计案例

关于Cloudam

深圳云端软件有限公司（Cloudam）是弹性算力与云成本优化的技术领导者，为企业打造一站式的弹性算力云平台及自动化云成本优化服务。致力于帮助客户提升业务运行效率，降低成本，快速响应市场。可广泛应用在生命科学、影视动漫、高科技制造、人工智能、汽车仿真设计等多个领域。

Cloudam成立于瑞典斯德哥尔摩，公司在深圳及斯德哥尔摩两地运营，团队核心成员来自于Oracle、Ericsson、IBM、华为等知名企业，拥有15年以上的世界500强企业技术服务经验和研发背景，已成功为欧洲及中国多家企业提供产品和技术服务。

云E算力平台整合了全球主流公有云近50个地域的高性能计算资源，开箱即用，无需硬件投入、无需运营维护、无需任务排队，预集成近200种专业软件，支持一键式提交作业，具备自主学习与深度学习能力，能够根据用户的实例类型与计算要求智能推荐匹配合适的计算机型，将计算的虚拟损耗降至最低，提升计算效率，降低计算成本。

文献

  1. 云E算力平台使用手册. https://www.cloudam.cn/help/docs/cloudE9

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