第13回SPring-8データ科学研究会/第93回SPring-8先端利用技術ワークショップ「放射光を用いた材料分析の高度化～DXと自律化をキーワードに～」2023年9月6日(水) 神戸国際会議場 研究会 5F会議室501「富岳」の利用例と利用支援
高度情報科学技術研究機構（RIST）
吉澤香奈子

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目次
n 利用環境と利用例（デモ）u 「富岳」・HPCIで利用できるアプリケーション
u 「富岳」Open OnDemand
https://ondemand.fugaku.r-ccs.riken.jp/pun/sys/dashboard（注）このサイトにアクセスするには「富岳」ポータルサイト利用時に必要となるクライアント証明書が必要である。
u 物質解析のためのpythonライブラリpymatgen（ https://pymatgen.org/ ）l データベースMaterials Project（ https://next-gen.materialsproject.org/ ）の利用
l X線回折（XRD）の計算（XRDCalculator）

u JASRIのメンバーの「富岳」の利用について

n 利用支援例
u 高度化支援実績
u 高速化ノウハウ集

https://www.hpci-office.jp/user_support/tuning_knowhow
u ハンズオン講習会

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Copyright 2023 RISTRISTが「富岳」・HPCIに整備しているアプリソフトの整備状況
HPCIポータルサイト「プリインストールされたアプリケーションソフトウェア」のページ
https://www.hpci-office.jp/for_users/appli_software
HPCI プリインストール
検索
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「富岳」・HPCIで利用できるアプリケーション「ソフトウェア検索ページ@HPCIポータルサイト」で検索
https://www.hpci-office.jp/using_hpci/hardware_software• 検索機能Ø ソフトウェア名による検索
Ø ソフトウェアの分類を選択してソフトウェア情報を絞り込み
Ø 過去に利用可能であったソフトウェアと計算機資源の情報を含めた検索Ø 特定の資源提供機関及び計算機資源を選択したソフトウェア情報の絞り込み• ソフトウェアに関する情報
Ø ソフトウェアの概要説明
Ø 計算機資源毎のインストール情報や利用条件等
Ø 利用課題の多いソフトウェアを中心に関連情報を案内
Ø 各ソフトウェアを利用した課題の利用報告書へのリンク
Ø 各資源提供機関のソフトウェア関連ページへのリンク
HPCI ソフトウェア検索ページ
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検索

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「富岳」 Open OnDemandn 「富岳」 OnDemand（Webブラウザで、「富岳」のジョブやGUIアプリを操作する）
l HPCIポータルサイト： https://www.hpci-office.jp/for_users/appli_software#openondemand「富岳」Open OnDemand

検索4l 参考資料： https://mnakao.net/data/2022/HPC186.pdf

n 下記は、2023/5/23の整備状況
u Batch Jobs（投入用のスクリプトを作らなくても、ジョブを投入できる。）
l 「ABINIT-MP」、「FDS」、 「FrontISTR」 、 「GROMACS」、 「Job Submitter」、 「LAMMPS」、「MODYLAS」、「OpenFOAM (Foundation)」、 「OpenFOAM (OpenCFD)」、「OpenMX」、「Quantum ESPRESSO」、「SALMON」
u Interactive Apps（「富岳」のプリポスト・計算ノード上で動作するアプリ）
l 「Remote Desktop」、「Jupyter」、「RStudio」、「VSCode」、「WHEEL」（ワークフローツール）l 「NVIDIA Nsight Compute」、「NVIDIA Nsight Systems」、「NVIDIA Visual Profiler」（プリポスト環境でGPUの利用も可能）など
l 「AVS/Express」、「Paraview」、「PyMOL」、「C-Tools」、「Vislt」、「VESTA」、「XCrySDen」、「OVITO」 、「SALMON View」、「Smokeview」 など（可視化アプリも拡充）
u Passenger Apps（Open OnDemandがインストールされているサーバで動作するアプリによって「富岳」を操作する）
l 「Active Jobs」（ジョブ情報を確認する。ジョブの削除も可能である）、「Home Directory」（ファイルのアップロード・削除・編集を行う）、「Job Composer」（投入スクリプトの作成と投入を行う）、「Shell Access」（コマンド入力を行う） など
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Copyright 2023 RISTWHEELの利用例（QE-WHEEL講習会）（１）

スタートボタン

電子状態計算（pw.x）の計算を実行
フォノン計算（ph.x）の計算を実行後、フォノンのDOSやバンド図を書く計算を実行
Gnuplot を用いて png ファイルの作成

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Copyright 2023 RISTWHEELの利用例（QE-WHEEL講習会）（２）
Si の PHonon のDOSとバンド図が表示されるよく行う計算のフローを作っておけば、スタートボタンを教えて待っているだけで結果が可視化できる。

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物質解析のためのpythonライブラリpymatgenn pymatgen ( https://pymatgen.org/ ) の利用について
u データベースMaterials Project（ https://next-gen.materialsproject.org/ ）から、結晶構造を取ってきて、VASP や ABINT の入力ファイルを作成することができる。
u X線回折（XRD）の計算（XRDCalculator）も出来る。
u 「富岳」Open OnDemand（ https://ondemand.fugaku.r-ccs.riken.jp/pun/sys/dashboard ） の Jupyter にて、既に pymatgen が使える環境になっている。
「富岳」Open OnDemand の Jupyter にMaterials Projectのページて、 Materials Project から Fe3O4（mp19306）の結晶構造をダウンロードし、粉末XRDをプロット

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Copyright 2023 RISTJASRIのメンバーの「富岳」の利用について（試行課題）
n 産業利用・産学連携推進室 高垣昌史様
u SPring-8のCT測定データの高速処理の検討（hp210308, hp220191）
u SPring-8で取得したCT像に対する高速画像処理（hp220322, hp220363）
u 放射光CT 3D像再構成環境の開発（hp230335）
l 逆モンテカルロ法（RMC）プログラムRMC_POT（

https://www.szfki.hu/~nphys/rmc++/docs.html ）や、データ解析のためのpythonライブラリの実行も試している。

n 回折・散乱推進室 山田大貴様
u 課機械学習ポテンシャル・逆モンテカルロ法を組み合わせた非晶質構造の大規模モデリング（hp210335）
l aenet, LAMMPSの実行à 九州大学ITOを用いた課題（hp220039）と一緒にプレスリリース「イオン伝導ガラス中のリチウムイオン輸送環境の解明－Li イオン電荷雲のトポロジカル分析により、ガラス電解質開発に新たな指針－」（ https://www.hpci-office.jp/application/files/1816/8084/0339/press_20230407.pdf ）u 機械学習ポテンシャルの学習速度の向上および得られたポテンシャルを使用した非晶質構造の大規模モデリングへの展開（hp220378）

放射光施設の関係者にもっと「富岳」を利用して頂きたいと思っています。
8Copyright 2023 RIST

高度化支援実績
支援件数内訳（R02.10～R05.03末）

（件）
3530

92520151050H30

性能改善件数（件）

R01

R02R03

R04「富岳」産業（伴奏型）「富岳」試⾏的利⽤・利⽤前技術⽀援

ポスト「京」性能評価環境

HPCI産業

HPCI⼀般「京/富岳」産業「京/富岳」⼀般・若⼿戦略/重点/成果創出

プログラムの性能改善率（「富岳」、R02.10〜R05.03末）

支援終了時アンケート（R02.10～R05.03）

14
1210
86
4
20

ほぼ満足
12%
満足88%
1-2

2-4

4-8

8-16

16-32

32-64

64-

性能改善率（倍）支援の性能改善率は約8.1倍（中央値約2.2倍）
9Copyright 2023 RIST高速化ノウハウ集
高度化支援の事例や支援を通して得られたノウハウを公開しています。
https://www.hpci-office.jp/user_support/tuning_knowhow
高速化ノウハウ集

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検索
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2022年度「富岳」・HPCIでのアプリのハンズオン講習会
n 各機関と連携して講習会を開催
開催日

アプリ名

共催機関

参加人数

開催形式

2022/6/28

ALAMODE

東工大

22名

オンライン

2022/7/29

FDS

FOCUS

14名

オンライン

2022/9/16

OpenMX

北海道大学

7名

オンライン

2022/11/10

SMASH

東北大学

4名

オンライン

2022/11/17

AkaiKKR

大阪大学

13名

オンライン

2022/11/29

LAMMPS

R-CCS

18名

オンライン

2023/1/25

FDS

FOCUS

14名

オンライン

2023/1/31

PHASE/0

九州大学

8名

オンライン

2023/2/20

ABINIT-MP

名古屋大学

5名

オンライン

2023/2/22

Quantum ESPRESSO

R-CCS

9名

オンライン

2023/3/1

SALMON

名古屋大学

14名

オンライン

n 2023年度の開催が決まったら告知予定
u 2023/11/30 第3回「富岳」を用いたLAMMPS入門講習会開催予定（参加申し込み開始前）

https://www.hpci-office.jp/events/seminars#hpca
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HPCI 講習会・セミナー

検索11

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お問い合わせn ヘルプデスクHPCI ヘルプデスク

検索12

u何かあればお問い合わせください。
n 本日のワークショップ開催中の利用相談（オンラインでも可能）
uRIST事務局へお問い合わせください。

hpci-workshop@hpci-office.jp

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