张小白带你体验昇思1.5的MindScience

唉，其实说起昇思，张小白也是一头雾水。叫了1年多的MindSpore“头孢”， 被以“上不得厅堂”为由，强行改为“昇思”。其实Mind是头脑，Spore是孢子。头孢这个词真的信达雅的翻译，而且，专治各种AI的不服，跟头孢作为药物具备广谱杀菌的超高实用价值，其实也是对应的。

不过领导的话还是不能不听的，你说叫啥就叫啥吧。张小白宁可偷偷地叫它“曼sir跑"，想必大姐大应该不会有什么想法。

既然自称不喜欢4，跳过了1.4版本直接推出1.5版本，但是请告诉我为啥它自己要叫”昇4“？有深思，还有熟虑吗？

以上是对1.5版本名字的吐槽，张小白对昇思已经熟虑过了，就到此为止了。

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张小白曾经在微信群里面问大家，1.5版本有啥好体验的？AI大侠姐夫甲的四弟姐夫丁建议说：要不试试MindScience？

沿着丁大大指引的方向走路一定是没错的。

既然张小白曾经用了WSL装了GPU版本的MindSpore（ https://bbs.huaweicloud.cn/blogs/293332 ），不如就这样一路走下去吧。

先看一下现在的环境：

Ubuntu 18.04

Python 3.7.5

CUDA 11.4

从官方文档上来看，这次MindSpore 1.5的升级不仅可以支持Python 3.7.5，还可以支持Python 3.9.0了。

那就直接装起来吧：

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

在做别的事情之前，先根据提示升级下pip：

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

根据官方文档，试验第一种验证方式：

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

再试验第二种验证方式：

看来没啥问题。GPU表现良好，不愧是张小白的3080移动版显卡。（具体显卡折腾过程参见：https://bbs.huaweicloud.cn/forum/thread-146553-1-1.html ）

这次MindSpore 1.5特意提到，它不想仅仅做一个AI的框架了，它还想具备科学计算的能力。（这充分说明，能做AI的它已经很AI了。。。）所以，物理、化学、电子信息、生物、材料。。。。这些学科中如果需要科学计算的，没准都能用上MindSpore：

所以，这次专门推出了一个科学计算行业套件，叫做MindScience，（ https://mindspore.cn/mindscience?version=/master/ ）其实仔细品品，这个Science中文翻译成“昇思”可能才是对的。（张小白你打住好不好？不好意思。。。嘴欠。。。）

当然，MindScience只是个全集，里面还需要根据行业来YoLo一下，目前典型的分两类：MindElec——电磁仿真，MindSPONGE——分子模拟。

其实分子模拟在MindSpore 1.2版本好像就出现过吧？https://zhuanlan.zhihu.com/p/375042410

随着华为跟高校的深度合作，想必这样的分类也会越来越多。

张小白翻了翻官网具体的案例，分子模拟的案例好像都是基于GPU，电磁仿真的案例好像都是基于Ascend。既然张小白暂时用的是wsl的GPU环境，那么就只能先试试MindScience之MindSPONGE了。先阅读后干活，这样可以减少无谓的消耗。。。

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

在本文的一开始，mindspore 1.5.0 GPU版本已经装好了。所以下面装MindSPONGE。

根据 https://www.mindspore.cn/news/newschildren?id=734 文档，

应该下载0.1版本：

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

复制上图的链接进行安装：

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

验证mindscience安装：

python -c 'import mindsponge'

暂时没报错。

然后开始下载AmberTools。事实证明，这次试验最大的工作量就在这里。

打开：http://ambermd.org/GetAmber.php

打开 http://ambermd.org/InstUbuntu.php

点开 Installation->Ubuntu:

这里告诉了你具体的编译方法。

那么，我们开干吧。

先下载 AmberTools21的源码：

解压：

看看目录：

先试着configure GPU版本：

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

按Y继续：

好像报错了，说csh没有。

那就装csh吧：

apt-get install csh

重新configure

又报错，说Python路径不对，修改为which python的结果：

CUDA_HOME没设置，那就设置一下：

export CUDA_HOME=/usr/local/cuda

找不到 fortran的so文件。fortran张小白隐约记得是科学计算的语言。。听说比1972年诞生的C语言还要老。查了一下，果然如此，它是1954年提出，1956年开始正式使用。

不过，看来这条路行不通啊。

张小白又开始了度你千遍也不厌倦的过程：

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

恩，应该是前面编译的姿势不对。

继续开干：

./run_make

找不到cmake。。。那就装cmake：

重来：

。。。

。。。

...

找不到FLEX,参考 https://blog.csdn.net/pas_zoujp/article/details/117351781 ，那就装FLEX，3080你想要啥张小白都给你。。。

再来：

。。

。。。

很好！按照提示继续做下去：

make install

source /root/amber20/amber.sh

...

...

。。。

。。。

恩，成功安装了Amber.

那就开始执行这个tleap工具吧：

tleap:

加载tleap自带的ff14SB力场

source leaprc.protein.ff14SB

搭建丙氨酸三肽模型

ala = sequence {ALA ALA ALA}

利用tleap加载其自带的tip3p力场

source leaprc.water.tip3p

利用tleap中的slovatebox溶解丙氨酸三肽链， 完成体系构建。10.0代表加入的水距离我们溶解的分子及体系边界至少在10.0埃以上

solvatebox ala TIP3PBOX 10.0

将建好的体系保存成parm7及rst7文件

saveamberparm ala WATER_ALA.parm7 WATER_ALA_350_cool_290.rst7

手工编辑 in文件：

加载数据：

myload.py

python myload.py

构建模拟流程

mycreate.py

好像不知道怎么玩下去了。

那就到gitee仓库，下载mindscience的码云仓库：

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

切换到 /mindscience/MindSPONGE/examples/polypeptide/scripts 目录

执行 ./run.sh

其实run.sh的命令内容如下：

只是它都是执行的是data下的内容。

那我们改写下，用刚才由tleap自己生成的参数：

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

好像输出的结果比 run.sh少几行。

结果贴出来看看：

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.

其中记录了模拟过程中输出的各类能量， 分别是迭代次数（steps），温度（TEMP），总能量（TOT_POT_E），键长（BOND_ENE），键角（ANGLE_ENE），二面角相互作用（DIHEDRAL_ENE），非键相互作用，其包含静电力及Leonard-Jones相互作用。（这段文字全部是照抄的，因为真的看不懂）

反正这就是张小白使用MindSpore 1.5的MindScience和Amber模拟丙氨酸三肽水溶液体系的过程。至于这个溶液是干嘛的，张小白真的一点兴趣都没有，估计不能喝。还是蜜雪冰城适合张小白。

(全文完，谢谢阅读）