VMD accelerato da GPU

Inizia subito con questa guida per applicazioni GPU-ready.

Lattice Microbes

VMD è un programma di visualizzazione molecolare progettato per la modellazione, la visualizzazione e l'analisi di sistemi biomolecolari come proteine, acidi nucleici, membrane lipidiche e strutture di carboidrati. Offre una vasta gamma di rappresentazioni grafiche per la visualizzazione e la colorazione di strutture molecolari: superfici molecolari, sfere e cilindri per riempimento di spazi Corey-Pauling-Koltun (CPK), legami di liquirizia, tubolari e nastri per spina dorsale, animazioni di strutture secondarie e non solo.

VMD può essere utilizzato per animare e analizzare le traiettorie in simulazioni di dinamica molecolare (MD). In particolare, può fungere da front-end grafico per programmi MD esterni mostrando e animando una molecola in simulazione su un computer remoto o locale.

Sebbene il programma sia utilizzato tipicamente in modo interattivo in ambienti desktop grafici, esso può essere impiegato anche per eseguire calcoli e attività di visualizzazione grafica non interattivi (modalità batch) su workstation (o nodi a cluster singolo) e in parallelo su cluster di memoria distribuiti e supercomputer grazie all'interfaccia di trasferimento di messaggi (MPI). Visita il sito VMD per saperne di più.

Installazione

È possibile scaricare e installare VMD su hardware puro o eseguire il container VMD da NVIDIA GPU Cloud.

L'installazione di applicazioni in ambienti HPC può rappresentare una sfida ardua. I container consentono di eseguire l'applicazione senza doverla installare sul sistema, semplificando la distribuzione della versione più recente dell'applicazione, ottimizzando le prestazioni. Inoltre, l'esecuzione di un container VMD è estremamente semplice e la configurazione richiede pochi minuti. 

Esecuzione dei processi

Una volta selezionato il container da NGC, sono disponibili due opzioni per eseguirlo.

  • Esecuzione di VMD direttamente dal comando "run" di nvidia-docker.
  • Esecuzione interattiva di VMD dal container.

1. Esecuzione di VMD dalla riga di comando

Per eseguire il container VMD dalla riga di comando (CLI), lanciare il seguente comando, che esegue VMD e rende la directory di lavoro corrente accessibile nel container con il percorso "/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

È anche possibile fare in modo che il comando della CLI lanci VMD su uno script situato nella propria directory di lavoro. Il script che segue avvia il container VMD ed esegue lo script xxx.vmd dalla directory dello spazio di lavoro personalizzata:

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. Esecuzione interattiva di VMD

In questo esempio, VMD viene eseguito in modo interattivo e viene riprodotto un test H1N1 incluso nel container. L'esecuzione interattiva è utile quando si utilizza VMD per testi di visualizzazione e analisi che coinvolgano script esterni delle esecuzioni VMD, gestione intensiva di file in strutture di directory complesse o l'esecuzione di più istanze VMD nello stesso container e sulla stessa immagine del sistema operativo.

Per eseguire il container VMD in modalità interattiva, lanciare il seguente comando, che avvia il container e monta la directory corrente su /workspace rendendola disponibile nel container stesso. Vedere le opzioni -v del comando seguente per mappare directory di dati locale alla directory nel container.

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

Una volta avviato il container, verrà aperta la /directory e sarà possibile modificarla in /opt/vmd/h1n1testscene per eseguire il rendering della scena di test H1N1 e lanciare VMD. Esecuzione della scena di test H1N1 inclusa nel container. La scena di test H1N1 dimostra il calcolo di superficie molecolare "QuickSurf" accelerato da NVIDIA® CUDA®, le etichette definite dall'utente e la geometria grafica e il rendering OpenGL su schermo basato su linguaggio Epison Generation Language (EGL):

cd /opt/vmd/h1n1testscene

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

Una volta caricata ed eseguito il rendering della scena H1N1, VMD scriverà l'immagine in un file nominato "vmdscene-egl.tga." Il file potrà quindi essere copiato in /workspace per copiare l'immagine risultante nello storage esterno del container a scopo di visualizzazione.

Configurazione del test

Il container include script per eseguire e testare VMD. Esecuzione del test HIV-1 capsid incluso nel container. Questa scena di test dimostra il calcolo di superficie molecolare "QuickSurf" accelerato da CUDA, il rendering OpenGL su schermo basato su EGL e il ray tracing ad alta fedeltà accelerato da GPU OptiX:

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

Configurazioni del sistema consigliate

Il container VMD è ottimizzato e testato per l'affidabilità di esecuzione su NVIDIA® Pascal™ e sistemi NVIDIA Volta con CUDA® 9 o versioni successive. VMD e tutti i container di applicazioni HPC disponibili su NVIDIA GPU Cloud possono essere eseguiti sui seguenti sistemi:

  • Workstation: basata su CPU NVIDIA Titan V e x86
  • Sistemi NVIDIA® DGX™
  • Cluster HPC con GPU Pascal/Volta, CUDA 9, CPU x86
  • Cloud (AWS, Google Cloud Platform e altri)

Accedi ai container di applicazioni accelerate da GPU con NVIDIA GPU Cloud.