容器使用指南

概述

本指南介绍如何获取并启动科学计算套件容器镜像、验证容器运行环境，以及运行镜像中预集成的应用。适用场景为基于 MTT S5000 开展环境搭建、首次验证和任务运行。

前置条件

使用本镜像前，请先确认宿主机已完成以下准备：

已安装 Linux Driver 5.1.0。驱动安装包已包含配套固件，无需单独安装。
已按 KUAE 云原生套件安装指南完成容器运行时配置，确保容器能够正常使用 GPU。
执行 mthreads-gmi 时可以正常识别 GPU。

说明：当前版本镜像不包含 Linux Driver。镜像可通过容器镜像下载入口获取，实际拉取地址为 registry.mthreads.com/mcconline/scientific_computing_suite:latest。容器默认工作目录为 /opt/scs，镜像内置数据统一通过 /workspace/dataset 访问；容器内中文与英文说明分别位于 /opt/scs/README.md 和 /opt/scs/README_EN.md。镜像拉取方式请参考步骤 2：拉取镜像。

预集成软件

名称	类型	说明	路径
MUSA Toolkit	软件	摩尔线程 GPU 应用开发、编译和运行所需的基础软件栈。	`/usr/local/musa`
GROMACS	软件	面向生物分子和软物质体系的高性能分子动力学软件。	`/opt/gromacs/2023.3`、`/opt/gromacs/2026.1`
LAMMPS	软件	面向原子、分子和材料体系的并行分子动力学模拟软件。	`/opt/lammps`
Amber	软件	面向生物分子结构、动力学和相互作用分析的软件套件，当前版本以 Alpha 形态交付。	`/opt/amber24`、`/opt/amber24_mpi`
SPONGE	软件	面向分子模拟任务的高性能分子动力学软件。	`/opt/sponge`
内置数据入口	目录	容器内统一数据入口，用于访问镜像内置数据。	`/workspace/dataset`

快速开始

首次验证建议按以下步骤执行：

步骤 1：检查宿主机环境

在启动容器前，先确认宿主机 GPU 与 Docker 服务状态正常：

mthreads-gmi
docker info

步骤 2：拉取镜像

首次使用时，可直接执行以下命令拉取镜像：

docker pull registry.mthreads.com/mcconline/scientific_computing_suite:latest

步骤 3：启动容器

推荐使用交互式方式完成首次验证：

docker run -it --rm --privileged \
  --network host \
  -v /etc/resolv.conf:/etc/resolv.conf:ro \
  registry.mthreads.com/mcconline/scientific_computing_suite:latest bash

如宿主机 DNS 配置正常，可省略 -v /etc/resolv.conf:/etc/resolv.conf:ro。如需关闭登录欢迎提示，可在 docker run 中增加 -e SCS_NO_WELCOME=1。

如需后台运行

docker run -d --privileged \
  --name scientific-suite-runtime \
  --network host \
  -v /etc/resolv.conf:/etc/resolv.conf:ro \
  registry.mthreads.com/mcconline/scientific_computing_suite:latest tail -f /dev/null

docker exec -it scientific-suite-runtime bash

步骤 4：验证容器运行时

容器启动后，应先验证 MUSA 运行时和编译器：

/usr/local/musa/bin/musa_runtime_version
/usr/local/musa/bin/mcc --version

验证成功时，输出中应包含 5.1.0 版本信息。示例如下：

MUSA Runtime Version: 5.1.0
...
mcc version 5.1.0

如果以上命令失败，请参见下方常见问题。

环境准备

MUSA Toolkit

安装路径：

/usr/local/musa

如需手动补充环境变量，可执行：

export MUSA_HOME=/usr/local/musa
export PATH=/usr/local/musa/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

检查运行时：

/usr/local/musa/bin/musa_runtime_version
/usr/local/musa/bin/mcc --version

应用验证

在运行目标应用前，请先加载对应环境变量。首次验证建议优先执行内置测试或 smoke 用例，再切换到您自己的输入数据。

GROMACS 2023.3

GROMACS 是面向生物分子、软物质和相关复杂体系的高性能分子动力学软件，广泛用于蛋白质、膜体系、溶液体系和小分子体系的模拟与分析。它具备成熟的并行能力和较完整的前后处理工具链，适合用于环境可用性验证、基准测试和实际分子动力学任务运行。

安装路径：

/opt/gromacs/2023.3

加载环境：

source /opt/gromacs/2023.3/bin/GMXRC
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gromacs/2023.3/lib:/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

运行内置测试：

cd /opt/gromacs/2023.3/unittest/build
ctest --output-on-failure

运行示例：

gmx mdrun -ntmpi 1 -ntomp 24 -s /path/to/input.tpr -deffnm md \
-noconfout -pin on -nb gpu -bonded gpu -pme gpu -gpu_id 0

GROMACS 2026.1

GROMACS 2026.1 是镜像中提供的较新版本，适合用于验证新版本软件栈在摩尔线程 GPU 平台上的编译、运行与功能兼容性。相较旧版本，它更适合作为后续应用迁移、版本对比和新算例验证的基础环境。

安装路径：

/opt/gromacs/2026.1

加载环境：

source /opt/gromacs/2026.1/bin/GMXRC
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gromacs/2026.1/lib:/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

运行内置测试：

cd /opt/gromacs/2026.1/unittest/build
ctest --output-on-failure

运行示例：

gmx mdrun -ntmpi 1 -ntomp 24 -s /path/to/input.tpr -deffnm md \
-noconfout -pin on -nb gpu -bonded gpu -pme gpu -pmefft gpu \
-update gpu -gpu_id 0

LAMMPS

LAMMPS 是面向原子、分子和材料体系的大规模并行分子动力学模拟软件，常用于材料科学、化学、能源和力学等场景。它支持多种势函数、边界条件和计算模型，适合用于验证 GPU 加速环境是否可用，以及开展典型材料模拟任务。

安装路径：

/opt/lammps

环境变量：

export PATH=/opt/lammps/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/lammps/lib:/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

运行内置测试：

cd /opt/lammps/unittest/build
ctest --output-on-failure

运行示例：

mpirun -np 1 /opt/lammps/bin/lmp -sf gpu -pk gpu 1 -in /path/to/input.in

Amber

Amber 是面向生物分子结构建模、分子动力学模拟和相互作用分析的软件套件，常用于蛋白质、核酸和配体体系研究。镜像中的 Amber 24 主要用于验证当前 GPU 运行环境对 pmemd.cuda 和 pmemd.cuda.MPI 的支持情况，并为后续生物分子模拟任务提供基础运行环境。

安装路径：

/opt/amber24
/opt/amber24_mpi

串行环境：

export AMBERHOME=/opt/amber24
export PATH=/opt/amber24/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/amber24/lib:/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

MPI 环境：

export AMBERHOME=/opt/amber24
export PATH=/opt/amber24/bin:/opt/amber24_mpi/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/amber24/lib:/opt/amber24_mpi/lib:/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

串行测试命令：

cd /opt/amber24/test
make -k -f Makefile test.pmemd.cuda PREC_MODEL=SPFP

MPI 测试命令：

cd /opt/amber24/test
export DO_PARALLEL="mpirun -np 2"
make -k -f Makefile test.pmemd.cuda.MPI PREC_MODEL=SPFP

串行运行示例：

pmemd.cuda -O -o mdout.txt -i input.in -p topology.top -c restart.rst

MPI 运行示例：

mpirun -np 2 pmemd.cuda.MPI -O -o mdout.txt -i input.in -p topology.top -c restart.rst

SPONGE

SPONGE 是面向分子模拟与相关计算任务的高性能分子动力学软件，适用于在 GPU 平台上开展典型分子体系的计算验证与任务运行。它可作为镜像内置的直接 smoke test 入口，便于快速判断环境、数据路径和应用执行链路是否正常。

安装路径：

/opt/sponge

环境变量：

export SPONGE_HOME=/opt/sponge
export PATH=/opt/sponge/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/musa/lib:/usr/local/musa/lib64:${LD_LIBRARY_PATH:-}

内置 smoke 输入：

cd /workspace/dataset/sponge/sponge
SPONGE -mdin mdin.txt

运行示例：

SPONGE -mdin /path/to/mdin.txt

最小验证路径

如需快速完成一轮可用性验证，可按下表执行：

软件	环境准备	首次验证
GROMACS 2026.1	`source /opt/gromacs/2026.1/bin/GMXRC`	`cd /opt/gromacs/2026.1/unittest/build && ctest --output-on-failure`
LAMMPS	`export PATH=/opt/lammps/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH`	`cd /opt/lammps/unittest/build && ctest --output-on-failure`
Amber	`export AMBERHOME=/opt/amber24`	`cd /opt/amber24/test && make -k -f Makefile test.pmemd.cuda PREC_MODEL=SPFP`
SPONGE	`export PATH=/opt/sponge/bin:/usr/local/musa/bin:$PATH`	`cd /workspace/dataset/sponge/sponge && SPONGE -mdin mdin.txt`

常见问题

容器内无法识别 GPU

请检查：

是否使用了 --privileged 或等效权限配置
容器运行时是否透传了 GPU 设备节点
宿主机驱动是否正常工作
是否已按 KUAE 云原生套件安装指南完成容器运行时配置

musa_runtime_version 无法执行

宿主机 Linux Driver 版本是否为 5.1.0
/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libmusa.so* 是否由容器运行时正确提供
是否误将其他版本的 MUSA 路径加入 LD_LIBRARY_PATH

应用启动时报找不到共享库

是否已加载对应软件的环境变量
LD_LIBRARY_PATH 是否包含目标软件库目录
LD_LIBRARY_PATH 是否包含 /usr/local/musa/lib 和 /usr/local/musa/lib64

容器使用指南

概述

前置条件

预集成软件

快速开始

步骤 1：检查宿主机环境

步骤 2：拉取镜像

步骤 3：启动容器

步骤 4：验证容器运行时

环境准备

MUSA Toolkit

应用验证

GROMACS 2023.3

GROMACS 2026.1

LAMMPS

Amber

SPONGE

最小验证路径

常见问题

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