張小白帶你體驗昇思1.5的MindScience

唉，其實說起昇思，張小白也是一頭霧水。叫了1年多的MindSpore“頭孢”， 被以“上不得廳堂”為由，強行改為“昇思”。其實Mind是頭腦，Spore是孢子。頭孢這個詞真的信達雅的翻譯，而且，專治各種AI的不服，跟頭孢作為藥物具備廣譜殺菌的超高實用價值，其實也是對應的。

不過領導的話還是不能不聽的，你說叫啥就叫啥吧。張小白寧可偷偷地叫它“曼sir跑"，想必大姐大應該不會有什么想法。

既然自稱不喜歡4，跳過了1.4版本直接推出1.5版本，但是請告訴我為啥它自己要叫”昇4“？有深思，還有熟慮嗎？

以上是對1.5版本名字的吐槽，張小白對昇思已經熟慮過了，就到此為止了。

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張小白曾經在微信群里面問大家，1.5版本有啥好體驗的？AI大俠姐夫甲的四弟姐夫丁建議說：要不試試MindScience？

沿著丁大大指引的方向走路一定是沒錯的。

既然張小白曾經用了WSL裝了GPU版本的MindSpore（ https://bbs.huaweicloud.com/blogs/293332 ），不如就這樣一路走下去吧。

先看一下現在的環境：

Ubuntu 18.04

Python 3.7.5

CUDA 11.4

從官方文檔上來看，這次MindSpore 1.5的升級不僅可以支持Python 3.7.5，還可以支持Python 3.9.0了。

那就直接裝起來吧：

pip install https://ms-release.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/1.5.0-rc1/MindSpore/gpu/x86_64/cuda-11.1/mindspore_gpu-1.5.0rc1-cp37-cp37m-linux_x86_64.whl --trusted-host ms-release.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

在做別的事情之前，先根據提示升級下pip：

pip install --upgrade pip -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

根據官方文檔，試驗第一種驗證方式：

python -c "import mindspore;mindspore.run_check()"

再試驗第二種驗證方式：

看來沒啥問題。GPU表現良好，不愧是張小白的3080移動版顯卡。（具體顯卡折騰過程參見：https://bbs.huaweicloud.com/forum/thread-146553-1-1.html?）

這次MindSpore 1.5特意提到，它不想僅僅做一個AI的框架了，它還想具備科學計算的能力。（這充分說明，能做AI的它已經很AI了。。。）所以，物理、化學、電子信息、生物、材料。。。。這些學科中如果需要科學計算的，沒準都能用上MindSpore：

所以，這次專門推出了一個科學計算行業套件，叫做MindScience，（ https://mindspore.cn/mindscience?version=/master/ ）其實仔細品品，這個Science中文翻譯成“昇思”可能才是對的。（張小白你打住好不好？不好意思。。。嘴欠。。。）

當然，MindScience只是個全集，里面還需要根據行業來YoLo一下，目前典型的分兩類：MindElec——電磁仿真，MindSPONGE——分子模擬。

其實分子模擬在MindSpore 1.2版本好像就出現過吧？https://zhuanlan.zhihu.com/p/375042410

隨著華為跟高校的深度合作，想必這樣的分類也會越來越多。

張小白翻了翻官網具體的案例，分子模擬的案例好像都是基于GPU，電磁仿真的案例好像都是基于Ascend。既然張小白暫時用的是wsl的GPU環境，那么就只能先試試MindScience之MindSPONGE了。先閱讀后干活，這樣可以減少無謂的消耗。。。

https://mindspore.cn/mindscience/docs/zh-CN/master/mindsponge/intro_and_install.html

在本文的一開始，mindspore 1.5.0 GPU版本已經裝好了。所以下面裝MindSPONGE。

根據 https://www.mindspore.cn/news/newschildren?id=734 文檔，

應該下載0.1版本：

打開：https://mindspore.cn/versions 搜索 MindSPONGE：

復制上圖的鏈接進行安裝：

wget https://ms-release.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/1.5.0-rc1/MindScience/any/mindscience_mindsponge_gpu-0.1.0rc1-py3-none-any.whl

pip install ./mindscience_mindsponge_gpu-0.1.0rc1-py3-none-any.whl -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

驗證mindscience安裝：

python -c 'import mindsponge'

暫時沒報錯。

然后開始下載AmberTools。事實證明，這次試驗最大的工作量就在這里。

打開：http://ambermd.org/GetAmber.php

打開 http://ambermd.org/InstUbuntu.php

點開 Installation->Ubuntu:

這里告訴了你具體的編譯方法。

那么，我們開干吧。

先下載 AmberTools21的源碼：

解壓：

看看目錄：

先試著configure GPU版本：

./configure --with-python /root/anaconda3/bin/python -cuda gnu

按Y繼續：

好像報錯了，說csh沒有。

那就裝csh吧：

apt-get install csh

重新configure

又報錯，說Python路徑不對，修改為which python的結果：

CUDA_HOME沒設置，那就設置一下：

export CUDA_HOME=/usr/local/cuda

找不到 fortran的so文件。fortran張小白隱約記得是科學計算的語言。。聽說比1972年誕生的C語言還要老。查了一下，果然如此，它是1954年提出，1956年開始正式使用。

不過，看來這條路行不通啊。

張小白又開始了度你千遍也不厭倦的過程：

參考 https://www.cnblogs.com/wq242424/p/14283900.html

恩，應該是前面編譯的姿勢不對。

繼續開干：

./run_make

找不到cmake。。。那就裝cmake：

重來：

。。。

。。。

...

找不到FLEX,參考 https://blog.csdn.net/pas_zoujp/article/details/117351781 ，那就裝FLEX，3080你想要啥張小白都給你。。。

再來：

。。

。。。

很好！按照提示繼續做下去：

make install

source /root/amber20/amber.sh

...

...

。。。

。。。

恩，成功安裝了Amber.

那就開始執行這個tleap工具吧：

tleap:

加載tleap自帶的ff14SB力場

source leaprc.protein.ff14SB

搭建丙氨酸三肽模型

ala = sequence {ALA ALA ALA}

利用tleap加載其自帶的tip3p力場

source leaprc.water.tip3p

利用tleap中的slovatebox溶解丙氨酸三肽鏈， 完成體系構建。10.0代表加入的水距離我們溶解的分子及體系邊界至少在10.0埃以上

solvatebox ala TIP3PBOX 10.0

將建好的體系保存成parm7及rst7文件

saveamberparm ala WATER_ALA.parm7 WATER_ALA_350_cool_290.rst7

手工編輯 in文件：

加載數據：

myload.py

python myload.py

構建模擬流程

mycreate.py

好像不知道怎么玩下去了。

那就到gitee倉庫，下載mindscience的碼云倉庫：

git clone https://gitee.com/mindspore/mindscience.git

切換到 /mindscience/MindSPONGE/examples/polypeptide/scripts 目錄

執行 ./run.sh

其實run.sh的命令內容如下：

只是它都是執行的是data下的內容。

那我們改寫下，用剛才由tleap自己生成的參數：

python ../src/main.py --i /root/NVT_290_10ns.in --amber_parm /root/WATER_ALA.parm7 --c /root/WATER_ALA_350_cool_290.rst7

好像輸出的結果比 run.sh少幾行。

結果貼出來看看：

root@LAPTOP-52ANL5OD:~/mindscience/MindSPONGE/examples/polypeptide/scripts# python ../src/main.py --i /root/NVT_290_10ns.in --amber_parm /root/WATER_ALA.parm7 --c /root/WATER_ALA_350_cool_290.rst7 Mode set to NVT check atom_numbers system size is 36.004769 33.398901 30.222429 skin set to 2.00 Angstram excluded atom numbers 3169 Start reading residue list: amber_parm7 in residue_information End reading residue list bond type numbers 10 angle type numbers 14 dihedral type numbers 20 START INITIALIZING NEIGHBOR LIST: excluded atom numbers 3169 copy lj type to new crd factor is: [2.1383579e+09] long range correction factor is: -746427.7146318428 End initializing long range LJ correction START INITIALIZING LANGEVIN_LIU DYNAMICS: langevin_liu_gamma is 1.0 target temperature is 290.0 K friction coefficient is 1.0 ps^-1 random seed is 1 max velocity is 0.0 END INITIALIZING LANGEVIN_LIU DYNAMICS fftx: 48 ffty: 36 fftz: 32 pme cutoff 10.0 pme tolerance 1e-05 restrain_weight is 100 self.simple_constrain_is_initialized 0 angle type numbers 14 START INITIALIZING Coordinate Molecular Map: END INITIALIZING Coordinate Molecular Map self.mol_map_is_initialized 1 [WARNING] CORE(158,7ff895763740,python):2021-09-30-23:03:04.870.330 [mindspore/core/ir/anf_extends.cc:65] fullname_with_scope] Input 0 of cnode is not a value node, its type is CNode. _steps_ _TEMP_ _TOT_POT_ENE_ _BOND_ENE_ _ANGLE_ENE_ _DIHEDRAL_ENE_ _14LJ_ENE_ _14CF_ENE_ _LJ_ENE_ _CF_PME_ENE_ 1 0.788 -5836.529 48.745 0.891 14.904 9.041 194.479 763.169 -6867.758 Main time(s): 0.5331320762634277 Main time(s) without compiler: 0.0012359619140625 Save .out file successfully! Save .dat file successfully! [WARNING] PIPELINE(158,7ff895763740,python):2021-09-30-23:03:05.181.564 [mindspore/ccsrc/pipeline/jit/init.cc:310] operator()] Start releasing dataset handles... [WARNING] PIPELINE(158,7ff895763740,python):2021-09-30-23:03:05.256.617 [mindspore/ccsrc/pipeline/jit/init.cc:313] operator()] End release dataset handles.

其中記錄了模擬過程中輸出的各類能量， 分別是迭代次數（steps），溫度（TEMP），總能量（TOT_POT_E），鍵長（BOND_ENE），鍵角（ANGLE_ENE），二面角相互作用（DIHEDRAL_ENE），非鍵相互作用，其包含靜電力及Leonard-Jones相互作用。（這段文字全部是照抄的，因為真的看不懂）

反正這就是張小白使用MindSpore 1.5的MindScience和Amber模擬丙氨酸三肽水溶液體系的過程。至于這個溶液是干嘛的，張小白真的一點興趣都沒有，估計不能喝。還是蜜雪冰城適合張小白。

(全文完，謝謝閱讀）

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