CP2K-2026.2 Apptainer(singularity) 镜像分享 (2026-07-17更新)

s8ga · 发表于 Post on 2026-5-1 17:45:51

本帖最后由 s8ga 于 2026-7-17 14:50 编辑

1. 前言
站内的 CP2K Singularity 镜像都比较老了，最近需要频繁的更换计算节点，所以编译了一份带全部依赖的CP2K 容器镜像，方便在不同服务器上使用。
使用了 podman构建CP2K 然后使用 apptainer(singularity 的开源版本)打包 sif
1.1 使用环境要求

单机：
不需要root、需要足够高的内核版本 (3.8+)
无法在docker内嵌套运行（可以在 wsl / kvm / vmware 等虚拟化方案内运行）
集群：
没尝试过

1.2 镜像列表
文件下载链接: https://pan.baidu.com/s/1AdlUGY40yEmDj-M32Q37Xw?pwd=s8ga

cp2k-opensource-2025.2 (260501添加) (regtest 通过)
标准 2025.2 build
cp2k-opensource-2025.2-force-avx512 (260501添加) (260514更新) (regtest 通过)
解决了使用 avx2处理器上构建的 cp2k在 avx512处理器上使用时
Setting real_kernel for ELPA failed 的问题 (强制编译 ELPA的 AVX512内核就好了)
260514更新 - 强制openBLAS也编译AVX512内核
cp2k-mkl-2025.2-experimental (260501添加) (regtest 通过) (实验性)
使用的是Openmpi + mkl 构建方式
存在经验性修补内容，不推荐在生产环境中使用
与Opensource速度基本相同
cp2k-rocm-2026.1-gfx942 (260501添加) (实验性)
AMD Mi300X 加速版本 (未经充分测试)
cp2k-opensource-2026.1-force-avx512 (regtest 通过) (260514添加)
2026.1 build
cp2k_opensource-2026.2-force-avx512 (regtest通过) (260717添加)
2026.2 build

1.3 下个release

2.使用指南

先将镜像下载好，并将你选择的 sif文件和 apptainer-1.4.5-3.el8-x86_64.run放入服务器你选择的位置
1. # 1.首先切换到你放置文件的目录
2. cd "Your preferred location"
4. # 2.给run文件添加可执行权限
5. chmod +x apptainer-1.4.5-3.el8-x86_64.run
7. # 3.解压apptainer
8. ./apptainer-1.4.5-3.el8-x86_64.run
10. # 4.将apptainer source到PATH中
11. # 请根据屏幕上面的提示 source指定文件
12. # (仅供参考) source /tmp/apptainer-test/apptainer-bundle/activate-apptainer.sh
14. # 5.你可以使用 apptainer run 来启动镜像 (下面的例子仅供参考 - 只是显示了cp2k的版本号/编译信息)
15. apptainer run cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif mpirun cp2k.psmp --version | head -n10
16. # 或者是使用screen + apptainer shell 方式启动
17. screen apptainer shell cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif
19. # 具体使用方式
20. # apptainer exec cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif mpirun -np <Input thread count> cp2k.psmp -i [Your Input].inp -o [Your Output].out
21. # 或者是使用screen + apptainer shell 方式启动
22. apptainer shell cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif
23. # <在新的shell内部>
24. mpirun -np <Input thread count> cp2k.psmp -i [Your Input].inp -o [Your Output].out
26. ######################################
28. # 6.如果你想运行cp2k的regtest
29. apptainer shell cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif
30. # 然后在容器内部运行
31. python /opt/cp2k/tests/do_regtest.py --mpiranks 2 --ompthreads 2 --maxtasks $(nproc) --keepalive --workbasedir /tmp --mpiexec "mpirun $MPI_RUNVAR -np {N}" $(dirname $(which cp2k.psmp)) psmp
复制代码
如果用户重新登录了，只要找到 4提示的sh文件位置，source后正常使用
如果你想看更形象一点的使用demo的话，可以查看这个 Demo

3. 构建镜像
(更详细的信息请参照构建程序链接)
(构建过程所有文件已经开源)

构建机要求：
需要有podman, uv，同时需要有良好的网络连接
推荐使用 Debian / WSL2 或 VMWare 进行编译

前置条件
# 0. cd 到 clone下来的目录
# cd HPC-Container-Factory
# 1. Python 依赖
uv venv venv
uv pip install -r requirements.txt --python ./venv/bin/python
# 2. 需要 Podman
podman info
# 3. 需要 clone spack
# 下载 Spack v1.1.0 release tarball
mkdir -p assets
curl -fSL -o assets/spack-v1.1.0.tar.gz \
https://github.com/spack/spack/releases/download/v1.1.0/spack-1.1.0.tar.gz
# 解压出 spack-src/（bootstrap 阶段需要）
tar -xzf assets/spack-v1.1.0.tar.gz -C assets/
mv assets/spack-1.1.0 assets/spack-src
# 4. 激活环境
source ./activate.sh
# 5. 准备离线资源 (spack 源代码包)
python generate.py assets --env cp2k-opensource-2025.2-force-avx512
# 预计输出
# [OK] All packages available in mirror
# 6. 构建
python generate.py build --app-version cp2k-opensource-2025.2-force-avx512 --network-host
# 构建过程较慢大概需要45 min +
# 预计输出
# Successfully tagged localhost/cp2k-opensource:2025.2-force-avx512
# 7. 转换为 SIF文件
python generate.py build-sif --app-version cp2k-opensource-2025.2-force-avx512
# 首次使用需要安装apptainer (需要一些时间)
# 产出文件在 artifacts
# 8. 运行
source ./activate.sh
apptainer shelll artifacts/cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif
# 9. [可选] 打包apptainer 便于分发至其他机器
python generate.py pack-apptainer
# 产物在 artifact/apptainer-<version>-x86_64.run

复制代码

如果有需要的话，构建产物可以随意分享（MIT协议）

Happy Computing!

牧生 · 发表于 Post on 2026-5-6 16:41:23

本帖最后由牧生于 2026-5-6 16:52 编辑

我跑一个任务，报MPI的问题，但我无法解决。
此外，不知道为何，我的9950X3D，架构被自动认作intel的Haswell

第一个
apptainer exec cp2k-mkl_2025.2-experimental.sif mpirun -np 1 cp2k.psmp -i OPT.inp -o OPT.out
SIRIUS 7.9.0, git hash: https://api.github.com/repos/ele ... git/ref/tags/v7.9.0
--------------------------------------------------------------------------
MPI_ABORT was invoked on rank 0 in communicator MPI_COMM_WORLD
  Proc: [[5169,1],0]
  Errorcode: 1

NOTE: invoking MPI_ABORT causes Open MPI to kill all MPI processes.
You may or may not see output from other processes, depending on
exactly when Open MPI kills them.
--------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------
prterun has exited due to process rank 0 with PID 0 on node jing calling
"abort". This may have caused other processes in the application to be
terminated by signals sent by prterun (as reported here).
--------------------------------------------------------------------------

第二个

apptainer exec cp2k-rocm_2026.1-gfx942.sif mpirun -np 6 cp2k.psmp -i OPT.inp -o OPT.out
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
Inconsistency in warp sizes: Cuda/Hip indicates warp size = 64, while the gpu_properties files indicates warp_size = 32.
--------------------------------------------------------------------------
MPI_ABORT was invoked on rank 0 in communicator MPI_COMM_WORLD
  Proc: [[46349,1],0]
  Errorcode: 1

NOTE: invoking MPI_ABORT causes Open MPI to kill all MPI processes.
You may or may not see output from other processes, depending on
exactly when Open MPI kills them.
--------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------
prterun has exited due to process rank 0 with PID 0 on node jing calling
"abort". This may have caused other processes in the application to be
terminated by signals sent by prterun (as reported here).
--------------------------------------------------------------------------

第三个apptainer exec cp2k-opensource_2025.2-force-avx512.sif mpirun -np 6 cp2k.psmp -i OPT.inp -o OPT.out
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
Core not found: ZEN4
Core: Haswell
SIRIUS 7.9.0, git hash: https://api.github.com/repos/ele ... git/ref/tags/v7.9.0
--------------------------------------------------------------------------
MPI_ABORT was invoked on rank 0 in communicator MPI_COMM_WORLD
  Proc: [[33067,1],0]
  Errorcode: 1

NOTE: invoking MPI_ABORT causes Open MPI to kill all MPI processes.
You may or may not see output from other processes, depending on
exactly when Open MPI kills them.
--------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------
prterun has exited due to process rank 0 with PID 0 on node jing calling
"abort". This may have caused other processes in the application to be
terminated by signals sent by prterun (as reported here).
--------------------------------------------------------------------------

s8ga · 发表于 Post on 2026-5-6 22:19:26

本帖最后由 s8ga 于 2026-5-7 06:20 编辑

牧生发表于 2026-5-6 16:41
我跑一个任务，报MPI的问题，但我无法解决。
此外，不知道为何，我的9950X3D，架构被自动认作intel的Haswe ...

我确定第二第三个的Core not found
情况是与OpenBLAS有关的

第一部分的Core not found 是因为
你可能设置了
OPENBLAS_CORETYPE 环境变量为 ZEN4

当corename里面没有ZEN4的时候 openblas的默认dynamic逻辑
corename

就会根据cpu能力选择kernel

OpenBLAS的编译等级被我设定为了 x86_64_v3 (只支持到AVX2)
所以说才会打印成 Core: Haswell

(fallback kernel到 Haswell)

但是我也有点好奇为什么cp2k 会直接 call mpi_abort
如果没有隐私问题的话你可以将out文件上传一下

正常来说cp2k在mpi abort之前会将 call stack打印出来的
ref: src/common/cp_error_handling.F:67-73

---------
关于 Core not found的问题你可以先排查一下环境变量
比如说使用
apptainer --cleanenv exec 尝试一次

---------
这也提醒我了需要强制openblas编译 AVX512内核这样可以在更好的平台获得加速
---------

对于第一个mkl的问题，我实在是没什么能帮上的，如果有选择的话，可以
重新编译为带debuginfo的 release
使用gdb给
cp2k的 src/mpiwrap/message_passing.F:1225 的 mp_abort() 打上端点查看调用栈
很抱歉我这边没有ZEN4环境 (我在用没有avx的intel cpu)

第二个关于显卡的问题我大概也没什么办法 :(
最近有点忙

牧生 · 发表于 Post on 2026-5-12 18:45:19

本帖最后由牧生于 2026-5-12 18:53 编辑

MKL和opensource版本的都正常运行了，只不过我机子本身的速度较慢。

ZEN4的问题，是我疏忽了，9950X3D是ZEN5，在bashrc里面改成ZEN5就好了。

s8ga · 发表于 Post on 2026-5-14 11:36:34

本帖最后由 s8ga 于 2026-5-14 11:43 编辑

牧生发表于 2026-5-12 18:45
MKL和opensource版本的都正常运行了，只不过我机子本身的速度较慢。

ZEN4的问题，是我疏忽了，9950X3D是 ...

其实我不推荐设置这个环境变量
应该让 openBLAS 的 dynamic dispatch 功能自动设定

因为 openBLAS 的 Zen kernel 是没有 avx512加速的

s8ga · 发表于 Post on 2026-7-17 14:54:32

本帖最后由 s8ga 于 2026-7-18 03:48 编辑

cp2k-2026.2 的镜像已经上传 (2026/7/17)

祝各位好运~

reid · 发表于 Post on 2026-7-29 00:01:24

能帮忙pull个2026.2支持AVX2指令集的镜像不，服务器有点老，不支持avx512，谢谢

s8ga · 发表于 Post on 2026-7-29 13:16:28

本帖最后由 s8ga 于 2026-7-29 13:26 编辑

reid 发表于 2026-7-29 00:01
能帮忙pull个2026.2支持AVX2指令集的镜像不，服务器有点老，不支持avx512，谢谢

-force-avx512 后缀的镜像均支持在avx2机器上运行
后缀的意义是强制openblas/elpa/fftw 编译avx512的内核让这个库在avx2上能运行 avx512上有加速

reid · 发表于 Post on 2026-7-29 14:54:56

s8ga 发表于 2026-7-29 13:16
-force-avx512 后缀的镜像均支持在avx2机器上运行
后缀的意义是强制openblas/elpa/fftw 编译avx512的内 ...

这个2026.2版本能正常运行，感谢！但是速度慢，用时大约是我根据卢老师用toolchain编辑的2025.2版本的3倍。不知什么原因

UW_0728. · 发表于 Post on 2026-7-29 15:03:08

注意CP2K当前在CMAKE_BUILD_TYPE非Generic时是强制加“-march=native -mtune=native”来利用机器支持的最高指令集的，所以如果不在CMake阶段设置"-DCMAKE_BUILD_TYPE=Generic"的话在AVX512上编译出来的CP2K不可能在AVX2机器上正常运行。

目前上游正在讨论将“-march=native -mtune=native”这类本该由用户控制的flag移出内部CMake编译选项。

南北多歧路 · 发表于 Post on 2026-7-29 18:41:05

reid 发表于 2026-7-29 14:54
这个2026.2版本能正常运行，感谢！但是速度慢，用时大约是我根据卢老师用toolchain编辑的2025.2版本的3倍 ...

我本地测试的没有速度的区别，甚至比我自己编译的还快，不管是toolchain还是古法编译出来的sif，你可以检查一下你的核心调用是否跟之前一致

s8ga · 发表于 Post on 2026-7-29 19:15:49

本帖最后由 s8ga 于 2026-7-30 21:02 编辑

UW_0728. 发表于 2026-7-29 15:03
注意CP2K当前在CMAKE_BUILD_TYPE非Generic时是强制加“-march=native -mtune=native”来利用机器支持的最高 ...

感谢您的提醒，我这边的构建机是avx2的，没有暴露出这个问题，正在准备修

26/07/10 更新：
已经修复了现在通过在cmake选项最后强制追加build type为generic来解决问题

reid · 发表于 Post on 2026-7-29 19:49:31

南北多歧路发表于 2026-7-29 18:41
我本地测试的没有速度的区别，甚至比我自己编译的还快，不管是toolchain还是古法编译出来的sif，你可以检 ...

调了下参数，速度正常了，因为第一次用apptainer，不熟。感谢！

reid · 发表于 Post on 2026-7-29 19:52:06

s8ga 发表于 2026-7-29 13:16
-force-avx512 后缀的镜像均支持在avx2机器上运行
后缀的意义是强制openblas/elpa/fftw 编译avx512的内 ...

因为第一次用apptainer，不熟，调了参数后正常了，感谢提供的sif！可能是因为网络原因，toolchain和spack都试了，都不行，还是您这个方便

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[CP2K] CP2K-2026.2 Apptainer(singularity) 镜像分享 (2026-07-17更新)

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