甲骨文云OCI 部署分子动力学与GROMACS应用：开启科学计算的新纪元

在甲骨文云基础设施（OCI）中，使用从裸机到虚拟机GPU形状等多种计算框架选项，部署分子动力学和GROMACS应用程序。

GROMACS是一款模拟生物分子中原子运动的分子动力学软件，能够在预设条件下揭示这些生物分子在温度、压力以及其他模拟生物体实际遭遇的条件变化下的行为。GROMACS能够确定蛋白质折叠、蛋白质-配体结合和细胞膜运输等模式，使其成为药物研究和发现的有用应用程序。

GROMACS具有以下关键特性：

• 主要设计用于生化分子如蛋白质、脂质和核酸。

• 提供高性能，拥有许多算法优化。

• 多数使用C语言编写（编译器转换为SIMD机器指令），并使用简单的命令行选项界面输入和输出文件。

• 用户友好，具有清晰文本格式的拓扑、参数文件，一致性检查和清晰的错误信息。

• 可以并行运行，使用标准MPI通信协议或通过我们自己的Thread MPI库在单节点工作站上运行。

• 包括一个完全自动化的拓扑构建器。

• 是免费软件，根据GNU较宽松通用公共许可证（LGPL），版本2.1提供。

架构

您可以使用此参考架构来支持多种与深度学习和科学计算相关的应用程序。

深度学习和科学计算工作负载需要专门的计算框架。甲骨文云基础设施（OCI）提供从裸机到虚拟机（VM）GPU形状的多种选择，以处理最具挑战性的工作负载。NVIDIA GPU云（NGC）是甲骨文云基础设施上的可用选项之一。

在这个简单的参考架构中，一个带有块存储的GPU节点部署在一个拥有公共子网和互联网网关的虚拟云网络（VCN）中。块存储用于存储应用程序。

以下图表展示了这一参考架构。

架构包含以下组件：

地域

• 甲骨文云基础设施地域是一个地理区域，包含一个或多个数据中心，称为可用性域。地域彼此独立，相距遥远（跨越国家甚至大洲）。

可用性域

• 可用性域是区域内独立的、相互独立的数据中心。每个可用性域中的物理资源与其他可用性域的资源隔离，这提供了故障容错。可用性域不共享基础设施，如电力或冷却，或内部可用性域网络。因此，一个可用性域的故障不太可能影响该地区的其他可用性域。

租户

• 当您注册甲骨文云基础设施时，甲骨文会在甲骨文云中为您设置一个安全且隔离的分区，即租户。您可以在您的租户中创建、组织和管理您的甲骨文云资源。

分区

• 分区是甲骨文云基础设施租户内跨区域的逻辑分区。使用分区来组织甲骨文云中的资源，控制对资源的访问，并设置使用配额。为了控制对特定分区中资源的访问，您需要定义策略，指明谁可以访问这些资源以及他们可以执行哪些操作。

云守卫

• 您可以使用甲骨文云守卫来监控和维护您在甲骨文云基础设施中资源的安全。云守卫使用您可以定义的检测器配方来检查资源的安全弱点，并监控操作员和用户的高风险活动。当检测到任何错误配置或不安全活动时，云守卫会推荐纠正措施，并根据您可以定义的响应者配方帮助执行这些措施。

虚拟云网络（VCN）和子网

• VCN是您在甲骨文云基础设施地域中设置的可定制的软件定义网络。像传统数据中心网络一样，VCN让您完全控制您的网络环境。VCN可以拥有多个不重叠的CIDR块，您可以在创建VCN后更改这些块。您可以将VCN划分为子网，这些子网可以限定在一个地域或一个可用性域。每个子网由不与VCN中其他子网重叠的连续地址范围组成。您可以在创建后更改子网的大小。子网可以是公共的或私有的。

互联网网关

• 互联网网关允许VCN中的公共子网与公共互联网之间的流量。

路由表

• 虚拟路由表包含从子网到VCN外部目的地的流量路由规则，通常通过网关。

安全列表

• 对于每个子网，您可以创建安全规则，指定必须允许进出子网的流量的来源、目的地和类型。

计算

• 甲骨文云基础设施计算服务允许您在云中配置和管理计算主机。您可以启动符合您资源需求（CPU、内存、网络带宽和存储）的计算实例。创建计算实例后，您可以安全地访问它，重启它，连接和断开卷，并在不再需要时终止它。

裸金属GPU

• 使用裸金属GPU形状进行硬件加速的分析和其他计算。

块存储卷

• 使用块存储卷，您可以创建、连接、接入和移动存储卷，并更改卷性能以满足您的存储、性能和应用程序需求。在将卷连接并接入实例后，您可以像使用普通硬盘一样使用该卷。您还可以断开卷的连接并将其连接到另一个实例，而不会丢失数据。

建议

使用以下建议作为在甲骨文云基础设施上部署分子动力学应用程序的起点，您可以选择多种计算框架选项。

您的需求可能与此处描述的架构不同。

VCN

• 创建VCN时，根据您计划连接到VCN子网的资源数量，确定所需CIDR块的数量和每个块的大小。使用标准私有IP地址空间内的CIDR块。

• 选择不与任何您打算建立私有连接的其他网络（在甲骨文云基础设施、您的本地数据中心或其他云提供商中）重叠的CIDR块。

• 创建VCN后，您可以更改、添加和删除其CIDR块。

• 设计子网时，考虑您的流量流和安全需求。将特定层或角色内的所有资源连接到同一子网，这可以作为安全边界。

• 使用区域子网。

安全列表

• 使用安全列表定义适用于整个子网的入口和出口规则。

云守卫

• 克隆并自定义甲骨文提供的默认配方，以创建自定义检测器和响应者配方。这些配方使您能够指定哪些类型的安全违规会生成警告，以及允许对它们执行哪些操作。例如，您可能希望检测将可见性设置为公共的对象存储桶。

• 在租户级别应用云守卫，以覆盖最广泛的范围，并减少维护多个配置的管理负担。

• 您还可以使用托管列表功能将某些配置应用于检测器。

裸金属GPU

• 使用裸金属形状BM.GPU2.2或BM.GPU3.8以获得最佳性能。

考虑因素

在部署分子动力学应用程序时，请考虑以下因素：

性能

• 为获得最佳性能，选择具有适当带宽的正确计算形状。

可用性

• 根据您的部署需求和地域，考虑使用高可用性选项。选项包括在一个地域中使用多个可用性域和使用故障域。

成本

• 裸金属高性能计算实例为您提供所需的CPU功率，但成本更高。评估您的需求以选择合适的计算形状。

监控和警报

• 为您的节点设置CPU和内存使用的监控和警报，以便在需要时对形状进行扩展或缩减。

部署

这个参考架构的Terraform代码可在GitHub上获取。您可以一键将代码拉入甲骨文云基础设施资源管理器，创建堆栈并部署。或者，您可以将代码从GitHub下载到您的计算机，自定义代码，然后使用Terraform CLI部署架构。

• 使用甲骨文云基础设施资源管理器中的样例堆栈进行部署：

a. 点击，若您尚未登录，请输入租户和用户凭证。

b. 查看并接受条款和条件。

c. 选择您想部署堆栈的区域。

d. 按照屏幕提示和指示创建堆栈。

e. 创建堆栈后，点击Terraform操作，并选择计划。

f. 等待工作完成，并审查计划。

g. 如需进行任何更改，请返回到堆栈详情页面，点击编辑堆栈，并进行必要更改。然后，再次运行计划操作。

h. 如果不需要进一步更改，请返回到堆栈详情页面，点击Terraform操作，并选择应用。

• 使用GitHub中的Terraform代码进行部署：

a. 访问GitHub。

b. 克隆或下载仓库到您的本地电脑。

c. 按照README文件中的指示操作。

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