ラズパイクラスタで LAMMPS を稼働

ラズパイのマルチノード並列処理の環境構築と LAMMPS の導入

• Ansible: パッケージマネージャーを使った導入
  • クラスタ構築
  • OpenMPI(with PMIx): パッケージマネージャーを使った導入
  • Slurm: パッケージマネージャーを使った導入
  • Apptainer: インストーラーを使った導入
• LAMMPS: SIF (Apptainer コンテナ) で構築

Apptainer の制限：コンテナ内外で、OpenMPI が同じであること

環境

ハードウェア

• Raspberry Pi 4B 8GB x 3
• microSD Card 64GB x 3
• PoE HAT x 3
• PoE HUB
• イーサネットケーブル x 3

ソフトウェア (OS)

• Raspberry Pi OS Lite (64-bit) [Debian Bookworm]

各ノードの役割

項目	1台目	2台目	3台目
ネットワーク	DNS サーバー	-	-
Ansible	制御ノード 管理対象ノード	管理対象ノード	同左
Slurm workload manager	クライアントノード 制御ノード 計算ノード	計算ノード	同左

各ノードの OS インストールの設定値

項目	適用	小項目	1台目	2台目	3台目
ホスト名	yes		mpi0	mpi1	mpi2
ユーザー名とパスワードを設定する	yes	username password	mpi ****	同左	同左
WiFiを設定する	no
ローケール設定をする	yes	timezone keyboard layout	Asia/Tokyo JP	同左	同左
SSHを有効化する	yes		パスワード認証を使う	同左	同左

各ノードの設定値

項目		1台目	2台目	3台目
ユーザー名@ホスト名		mpi@mpi0	mpi@mpi1	mpi@mpi2
ip address	192.168.68.xxx/24	150	151	152

マルチノード並列処理のクラスタ構築

ansible を使う場合
ansible を使わない場合

LAMMPS

mpi0

SIF 作成

cp -r hpc/lammps /mpi/lammps
cd /mpi/lammps

apptainer build lammps.sif lammps.def

確認

cd /mpi/lammps

apptainer run lammps.sif

実行

cd /mpi/lammps

sbatch lammps.sh

事前に、各計算ノードの状態が idle であることを確認

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