VMD avec
accélération GPU

Exploitez le plein potentiel de VMD avec notre guide de démarrage pour application GPU.

Lattice Microbes

VMD est un programme de visualisation moléculaire conçu pour la modélisation, la visualisation et l’analyse de systèmes biomoléculaires tels que les protéines, les acides nucléiques, les membranes lipidiques et les structures glucidiques. VMD vous donne accès à une grande variété de représentations graphiques pour la visualisation et la coloration des structures de molécules : surfaces moléculaires, sphères et cylindres à remplissage CPK, liens Licorice, tubes et rubans, représentations de structure secondaire, et bien d’autres.

VMD permet d’animer et d’analyser les trajectoires de dynamique moléculaire (MD) et, plus particulièrement, peut servir d’interface graphique pour les programmes MD externes en affichant et en animant les structures de molécules pour les simulations exécutées en local ou à distance.

Bien que le programme soit traditionnellement utilisé sur des environnements graphiques de bureau à haute interactivité, il est possible d’utiliser VMD pour exécuter des visualisations et des calculs analytiques non interactifs en mode batch sur des stations de travail (ou des clusters à nœud unique) ou en mode parallèle sur des clusters à mémoire distribuée ou des supercalculateurs via l’interface MPI. Rendez-vous sur le site Internet de VMD pour obtenir plus d’informations.

Installation

Vous pouvez télécharger puis installer VMD en local sur un serveur Bare Metal ou exécuter un conteneur VMD dématérialisé via NVIDIA GPU Cloud.

Installer des applications dans un environnement de calcul haute performance (HPC) peut s’avérer complexe. La technologie des conteneurs logiciels vous permet d’exécuter votre application sans l’installer en local sur votre système, ce qui vous permet de déployer la dernière version de l’application tout en optimisant les performances. L’exécution d’un conteneur VMD est par ailleurs très simple : sa configuration nécessite quelques minutes seulement. 

Exécution

Une fois que vous avez accédé au conteneur NGC, deux options s’offrent à vous.

  • Exécuter VMD directement via la commande "nvidia-docker run".
  • Exécuter VMD de manière interactive au sein du conteneur.

1. Exécuter VMD par ligne de commande

Pour exécuter le conteneur VMD avec une interface par ligne de commande (CLI), vous devez utiliser la commande ci-après. Elle permet d’exécuter VMD et de rendre le répertoire de travail accessible dans le conteneur via "/workspace" :

nvidia-docker run -it --rm -v $(pwd):/workspace nvcr.io/hpc/vmd:cuda9-ubuntu1604-egl-1.9.4a17 /opt/vmd/bin/vmd -dispdev openglpbuffer

Veuillez noter que vous pouvez également configurer la commande CLI pour lancer VMD avec un script localisé dans votre répertoire de travail. Le script ci-dessous lance le conteneur VMD et exécute le script xxx.vmd à partir du répertoire-source de votre espace de travail :

nvidia-docker run -it --rm -v $(pwd):/workspace nvcr.io/hpc/vmd:cuda9-ubuntu1604-egl-1.9.4a17 /opt/vmd/bin/vmd -dispdev openglpbuffer -e /workspace/xxx.vmd

2. Exécuter VMD de manière interactive

Dans cet exemple, nous allons exécuter VMD de manière interactive et reproduire le scénario de test H1N1 inclus dans le conteneur. L’exécution interactive est plus particulièrement recommandée si vous utilisez VMD pour des tâches de visualisation et d’analyse pouvant inclure des scripts externes sur des instances VMD, pour la gestion de fichiers au sein de hiérarchies complexes ou pour l’exécution d’instances VMD multiples au sein du même conteneur et de la même image de système d’exploitation.

Pour exécuter le conteneur VMD de manière interactive, veuillez saisir la commande ci-après, qui permet d’initialiser le conteneur et de monter votre répertoire actuel sur "/workspace" au sein du conteneur. (Veuillez consulter les options -v ci-dessous pour définir l’allocation de votre répertoire de données local dans le conteneur.)

nvidia-docker run -it --rm -v $(pwd):/workspace nvcr.io/hpc/vmd:cuda9-ubuntu1604-egl-1.9.4a17 /bin/bash

Après le démarrage du conteneur, vous vous trouverez dans "/directory". Utilisez "/opt/vmd/h1n1testscene" pour procéder à un nouveau rendu de la scène de test H1N1, puis VMD pourra être exécuté. Lancez la scène de test H1N1 incluse au conteneur. La scène de test H1N1 met en œuvre le calcul de surface moléculaire "QuickSurf" accéléré par NVIDIA® CUDA®, avec un rendu OpenGL offscreen basé sur EGL, des étiquettes définies par l’utilisateur et un système de géométrie graphique :

cd /opt/vmd/h1n1testscene

/opt/vmd/bin/vmd -dispdev openglpbuffer -e h1n1-egloptix-test.vmd

Après le chargement et le rendu de la scène H1N1, VMD va écrire l’image dans un fichier nommé "vmdscene-egl.tga." pouvant être copié dans "/workspace". Cette procédure permet ensuite de copier l’image de sortie sur un stockage externe avant de procéder à la visualisation.

Configuration de test

Le conteneur contient des scripts pour l’exécution et le test de VMD. Lancez la scène de test "HIV-1 capsid" incluse au conteneur. Cette scène de test met en œuvre le calcul de surface moléculaire "QuickSurf" accéléré par CUDA, avec un rendu OpenGL offscreen basé sur EGL et du ray tracing OptiX à haute fidélité accéléré par GPU :

cd /opt/vmd/hivtestscene
/opt/vmd/bin/vmd -dispdev openglpbuffer -e hiv-simple-egloptix-test.vmd

Configuration système recommandée

Le conteneur VMD a été optimisé et testé pour offrir un maximum de fiabilité sur les systèmes à architecture NVIDIA® Pascal™ ou NVIDIA Volta avec CUDA® 9 ou plus. VMD et tous les conteneurs d’application HPC disponibles via NVIDIA GPU Cloud peuvent être exécutés sur les systèmes suivants :

  • Stations de travail avec NVIDIA Titan V et CPU x86
  • Systèmes NVIDIA® DGX™
  • Clusters HPC avec GPU Pascal ou Volta, CUDA 9 ou plus et CPU x86
  • Solutions dans le Cloud (AWS, Google Cloud Platform et d’autres)

Accédez à des conteneurs d’application accélérés par GPU avec NVIDIA GPU Cloud.