Budapest2 klaszter

Klaszter	Budapest2
Típus	HP SL250s
core / node	10 × 2 Xeon E5-2680v2 2.80GHz
Intel Xeon Phi / node	2 × Intel(R) Xeon Phi(TM) MIC SE10/7120P
Compute node-ok	14 db
Max Walltime	7-00:00:00
Max core-ok / projekt	140 (7db node)
Max mem / core	3000 MB

Belépés

ssh USER@login.budapest2.hpc.niif.hu

Nem alapértelmezett kulcs használata esetén a -i KULCS kapcsolóval megadása szükséges (SSH és SCP parancsok).

Fájlok másolása SCP-vel

Letöltés a HOME könyvtárból és feltöltés a HOME könyvtárba:

Fel:  scp FILE USER@login.budapest2.hpc.niif.hu:FILE
Le :  scp USER@login.budapest2.hpc.niif.hu:FILE FILE

Adatszinkronizáció

Nagyobb fájlok ill. könyvtárstruktúrák szinkronizálásához a következő parancsokat kell használni

Fel:  rsync -a -e ssh DIRECTORY USER@login.budapest2.hpc.niif.hu:/home/USER
Le :  rsync -a -e ssh USER@login.budapest2.hpc.niif.hu:/home/USER/DIRECTORY

A törölt fájlok szinkronizálásához a --delete opciót kell megadni.

Felhasználói felület

               rövid CWD
                     |
    BUDAPEST2[login] ~ (0)$
        |       |       |
   HPC állomás  |       |
         rövid gép név  |
               előző parancs exit kódja

Modul környezet

Az elérhető modulok listáját a következő paranccsal kapjuk meg:

module avail

a már betöltött modulok listáját:

module list

Alkalmazást a következő paranccsal tölthetünk be:

module load APP

A NIIF által beállított környezeti változókat nce parancs listázza ki.

Adatok megosztása projekt tagok számára

Fájlok ill. könyvtárak megosztásához ACL-eket kell beállítani. A HOME könyvtárat más felhasználó (OTHER) számára olvashatóvá, így tehetjük

setfacl -m u:OTHER:rx $HOME

Addott könyvtárat (DIRECTORY) írahtóvá:

setfacl -m u:OTHER:rxw $HOME/DIRECTORY

A kiterjesztett jogokat a következő paranccsal kérhetjük le:

getfacl $HOME/DIRECTORY

Közös home könyvtár használata

A szuperszámítógépek login gépeit összekötő közös fájlrendszer a következő könyvtár alatt található:

/mnt/fhgfs/home/$USER

Biztonsági mentést a közös könyvtárba a következő paranccsal tudunk végezni:

rsync -avuP --delete $HOME/DIRECTORY /mnt/fhgfs/home/$USER

Alkalmazások lefordítása

Mindenkitől azt kérjük, hogy először próbálja meg saját maga lefordítani az alkalmazását. Ha ez valamilyen oknál fogva mégsem sikerülne, akkor következő lépésként a magyarországi szuperszámítógép felhasználóktól érdemes kérdezni, mert nagy esély van rá hogy mások is belefutottak ugyanabba a problémába. Ezen a címen lehet őket elérni: hpc-forum kukac listserv.niif.hu. Feliratkozni itt lehet erre a levelezőlistára. Az archívumban is érdemes utánanézni a kérdésnek. Az NIIF HPC support csak igen korlátozottan képes egyéni fordítási kérésekkel foglalkozni, de problémával felkeresheti a hpc-support kukac niif.hu címet. Az utóbbi esetben pár napos türelmüket mindenképp kérjük válaszunkig.

Intel Xeon Phi használata

• Részletes használati és alkalmazás optimalizációs leírás
• Itt található az Intel hivatalos dokumentációja ezzel kapcsolatban
• Itt található az Intel által hivatalosan támogatott alkalmazások listája
• Itt tájékozódhatnak az Intel matematikai könyvtárainak a linkeléséről

SLURM ütemező használata

A szuperszámítógépen CPU óra (gépidő) alapú ütemezés működik. A felhasználóhoz tartozó Slurm projektek (Account) állapotáról a következő parancs ad információt:

sbalance

A második oszlopban (Usage) az egyes felhasználók elhasznált gépideje, a negyedik oszlopban pedig a számla összesített gépideje látható. Az utolsó két oszlop a maximális (Account Limit) és a még elérhető (Available) gépidőről ad tájékoztatást.

Scheduler Account Balance
---------- ----------- + ---------------- ----------- + ------------- -----------
User             Usage |          Account       Usage | Account Limit   Available (CPU hrs)
---------- ----------- + ---------------- ----------- + ------------- -----------
bob *                7 |           foobar           7 |         1,000         993
alice                0 |           foobar           7 |         1,000         993

A gépidő becslése

Nagyüzemi (production) futtatások előtt gépidőbecslést érdemes végezni. Ehhez a következő parancs használható:

sestimate -N NODES -t WALLTIME

ahol a NODES a lefoglalni kívánt node-ok száma, a WALLTIME pedig a futás maximális ideje.

Fontos, hogy a lefoglalni kívánt gépidőt a lehető legpontosabban adjuk meg, mivel az ütemező ez alapján is rangsorolja a futtatásra váró feladatokat. Általában igaz, hogy a rövidebb job hamarabb sorra kerül. Érdemes minden futás idejét utólag az sacct paranccsal is ellenőrizni.

Állapotinformációk

Az ütemezőben lévő jobokról az squeue, a klaszter általános állapotáról az sinfo parancs ad tájékoztatást. Minden beküldött jobhoz egy egyedi azonosítószám (JOBID) rendelődik. Ennek ismeretében további információkat kérhetünk. Feladott vagy már futó job jellemzői:

scontrol show job JOBID

Minden job egy ún. számlázási adatbázisba (accounting) is bekerül. Ebből az adatbázisból visszakereshetők a lefuttatott feladatok jellemzői és erőforrás-felhasználás statisztikái. A részletes statisztikát a következő paranccsal tudjuk megnézni:

sacct -l -j JOBID

A felhasznált memóriáról a következő parancs ad tájékoztatást:

smemory JOBID

A lemezhasználatról pedig a

sdisk JOBID

Slurm figyelmeztető üzenetek

Resources/AssociationResourceLimit - Erőforrásra vár
AssociationJobLimit/QOSJobLimit - Nincs elég CPU idő vagy a maximális CPU szám le van foglalva
Piority - Alacsony prioritás miatt várakozik

Az utóbbi esetben, csökkenteni kell a job által lefoglalni kívánt időt. Egy adott projekt részére maximálisan 512 CPU-n futhatnak jobok egy adott időben.

Licenszek ellenőrzése

Az elérhető és éppen használt licenszekről a következő parancs ad információt:

slicenses

Karbantartás ellenőrzése

A karbantartási időablakban az ütemező nem indít új jobokat, de beküldeni lehet. A karbantartások időpontjairól a következő parancs ad tájékoztatást:

sreservations

Összesített felhasználás

Egy hónapra visszamenőleg az elfogyasztott CPU perceket a következő paranccsal kérhetjük le:

susage

Teljes fogyasztás

Ha szeretnénk tájékozódni arról, hogy egy bizony idő óta mennyi a CPU idő felhasználásunk akkor azt ezzel paranccsal tudjuk lekérdezni:

sreport -t Hours Cluster AccountUtilizationByUser Accounts=ACCOUNT Start=2015-01-01

Feladatok futtatása

Alkalmazások futtatása a szupergépeken kötegelt (batch) üzemmódban lehetséges. Ez azt jelenti, hogy minden futtatáshoz egy job szkriptet kell elkészíteni, amely tartalmazza az igényelt erőforrások leírását és a futtatáshoz szükséges parancsokat. Az ütemező paramétereit (erőforrás igények) a #SBATCH direktívával kell megadni.

Kötelező paraméterek

A következő paramétereket minden esetben meg kell adni:

#!/bin/bash
#SBATCH -A ACCOUNT
#SBATCH --job-name=NAME
#SBATCH --time=TIME

ahol az ACCOUNT a terhelendő számla neve (elérhető számláinkről az sbalance parancs ad felvilágosítást), a NAME a job rövid neve, a TIME pedig a maximális walltime idő (DD-HH:MM:SS). A következő időformátumok használhatók: "minutes", "minutes:seconds", "hours:minutes:seconds", "days-hours", "days-hours:minutes" és "days-hours:minutes:seconds".

Intel Xeon Phi-k lefoglalása

A Intel Xeon Phi-k lefoglalása a következő direktívával történik:

#SBATCH --gres=mic:N

Az N az Intel Xeon Phi-k/node számát adja meg, ami 1 és 2 lehet maximum.

Job-ok indítása

A jobok feladását a következő parancs végzi:

sbatch slurm.sh

Sikeres feladás esetén a következő kimenetet kapjuk:

Submitted batch job JOBID

ahol a JOBID a feladat egyedi azonosítószáma.

A feladat leállítását a következő parancs végzi:

scancel JOBID

Nem újrainduló jobok

Nem újrainduló jobokhoz a következő direktívát kell használni:

#SBATCH --no-requeue

Feladat sorok

A szupergépeken két, egymást nem átfedő, sor (partíció) áll rendelkezésre, a test sor és a prod sor. Utóbbi az éles számolásokra való, előbbi fejlesztés és tesztelés céljára használható. A teszt sorban összesen 1 node-ot, maximum fél órára lehet lefoglalni. Az alapértelmezett sor a prod. A teszt partíciót a következő direktívával lehet kiválasztani:

#SBATCH --partition=test

A szolgáltatás minősége (QOS)

A szolgáltatást alapértelmezett minősége normal, azaz nem megszakítható a futás.

Magas prioritás

A magas prioritású jobok maximum 24 óráig futhatnak, és kétszer gyorsabb időelszámolással rendelkeznek, cserébe az ütemező előreveszi ezeket a feladatokat.

#SBATCH --qos=fast

Alacsony prioritás

Lehetőség van alacsony prioritású jobok feladására is. Az ilyen feladatokat bármilyen normál prioritású job bármikor megszakíthatja, cserébe az elhasznált gépidő fele számlázódik csak. A megszakított jobok automatikusan újraütemeződnek. Fontos, hogy olyan feladatokat indítsunk alacsony prioritással, amelyek kibírják a véletlenszerű megszakításokat, rendszeresen elmentik az állapotukat (checkpoint) és ebből gyorsan újra tudnak indulni.

#SBATCH --qos=lowpri

Memória foglalás

Alapértelmezetten 1 CPU core-hoz 1000 MB memória van rendelve, ennél többet a következő direktívával igényelhetünk:

#SBATCH --mem-per-cpu=MEMORY

ahol MEMORY MB egységben van megadva. A maximális memória/core 3000 MB lehet.

Amennyiben a szálaknak 4GB-nál több virtuális memóriára van szükségük, akkor az indítandó program elé a következő parancsot is el kell helyezni:

ulimit -v unlimited

Email értesítés

Levél küldése job állapotának változásakor (elindulás,leállás,hiba):

#SBATCH --mail-type=ALL
#SBATCH --mail-user=EMAIL

ahol az EMAIL az értesítendő emial cím.

Tömbfeladatok (arrayjob)

Tömbfeladatokra akkor van szükségünk, egy szálon futó (soros) alkalmazást szeretnénk egyszerre sok példányban (más-más adatokkal) futtatni. A példányok számára az ütemező a SLURM_ARRAY_TASK_ID környezeti változóban tárolja az egyedi azonosítót. Ennek lekérdezésével lehet az arrayjob szálait elkülöníteni. A szálak kimenetei a slurm-SLURM_ARRAY_JOB_ID-SLURM_ARRAY_TASK_ID.out fájlokba íródnak. Az ütemező a feltöltést szoros pakolás szerint végzi. Ebben az esetben is érdemes a processzorszám többszörösének választani a szálak számát. Bővebb ismertető

#!/bin/bash
#SBATCH -A ACCOUNT
#SBATCH --job-name=array
#SBATCH --time=24:00:00
#SBATCH --array=1-96
srun envtest.sh

Soros (serial) jobok

Több soros job futtatását a tömbfeladatokhoz hasonlóan kell indítani.

#!/bin/bash

#SBATCH -A ACCOUNT
#SBATCH --job-name=serial
#SBATCH --time=24:30:00
#SBATCH -n 3
#SBATCH --partition=test
srun -n 1 program input1 &
srun -n 1 program input2 &
srun -n 1 program input3
wait

IntelMPI feladatok

MPI feladatok esetén meg kell adnunk az egy node-on elinduló MPI processzek számát is (#SBATCH --ntasks-per-node=). A leggyakoribb esetben ez az egy node-ban található CPU core-ok száma. A párhuzamos programot az mpirun paranccsal kell indítani.

#!/bin/bash
#SBATCH -A ACCOUNT
#SBATCH --job-name=mpi
#SBATCH -N 2
#SBATCH --ntasks-per-node=20
#SBATCH --time=12:00:00

mpirun PROGRAM

OpenMPI FAQ: http://www.open-mpi.org/faq

OpenMP (OMP) feladatok

OpenMP párhuzamos alkalmazásokhoz maximum 1 node-ot lehet lefoglalni. Az OMP szálák számát az OMP_NUM_THREADS környezeti változóval kell megadni. A változót vagy az alkamazás elé kell írni (ld. példa), vagy exportálni kell az indító parancs előtt: export OMP_NUM_THREADS=10

A következő példában egy taskhoz 10 CPU core-t rendeltunk, a 10 CPU core-nak egy node-on kell lennie. A CPU core-ok számát a SLURM_CPUS_PER_TASK változó tartalmazza, és ez állítja be az OMP szálak számát is.

Alice felhasználó a foobar számla terhére, maximum 6 órára indít el egy 10 szálas OMP alkalmazást.

#!/bin/bash
#SBATCH -A foobar
#SBATCH --job-name=omp
#SBATCH --time=06:00:00
#SBATCH --ntasks=1
#SBATCH --cpus-per-task=10
OMP_NUM_THREADS=$SLURM_CPUS_PER_TASK ./a.out

Hibrid MPI-OMP feladatok

Hibrid MPI-OMP módról akkor beszélünk, ha a párhuzamos alkalmazás MPI-t és OMP-t is használ. Érdemes tudni, hogy az Intel MKL-el linkelt programok MKL hívásai OpenMP képesek. Általában a következő elosztás javasolt: az MPI processzek száma 1-től az egy node-ban található CPU foglalatok száma, az OMP szálak ennek megfelelően az egy node-ban található összes CPU core szám vagy annak fele, negyede (értelem szerűen). A jobszkipthez a fenti két mód paramétereit kombinálni kell.

A következő példában 2 node-ot, és node-onként 1-1 taskot indítunk taskonként 10 szállal. Alice felhasználó a foobar számla terhére, 8 órára, 2 node-ra küldött be egy hibrid jobot. Egy node-on egyszerre csak 1 db MPI processz fut ami node-onként 10 OMP szálat használ. A 2 gépen összesen 2 MPI proceszz és 2 x 10 OMP szál fut.

#!/bin/bash
#SBATCH -A foobar
#SBATCH --job-name=mpiomp
#SBATCH --time=08:00:00
#SBATCH -N 2
#SBATCH --ntasks=2
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH --cpus-per-task=10
#SBATCH -o slurm.out
export OMP_NUM_THREADS=$SLURM_CPUS_PER_TASK
mpirun ./a.out