Singularity — CAE用語解説

Singularity（今はApptainerに名前が変わった）はHPC環境に特化したコンテナ技術だよ。Dockerとの最大の違いは、root権限なしで動かせること。スパコンって一般ユーザーにroot権限を渡さないから、Dockerだとそもそも起動できないんだ。

スパコンにインストールされてるライブラリのバージョンと、自分のソルバーが要求するバージョンが合わないことが結構あるんだ。例えばOpenFOAMのv2312を使いたいのに、スパコンのgccが古くてビルドできない、みたいなケース。Singularityなら自分の環境をまるごとイメージに固めて持ち込めるから、そういう問題が起きない。

まずローカルPCやビルドサーバーで.sifファイル（Singularity Image Format）を作って、それをスパコンに転送する。あとはジョブスクリプトでsingularity exec myimage.sif mpirun -np 128 solverみたいに呼び出すだけだ。InfiniBandやGPUのパススルーにも対応してるよ。

Singularityはホストのカーネルを直接使うから、Dockerのようなオーバーヘッドがほとんどない。MPIのバインドモードでホスト側のMPIと連携させれば、ネイティブとほぼ同等の性能が出るよ。実際、富岳でもApptainerが使われてるケースがあるくらいだ。

singularity build myimage.sif docker://myimage:latestでDockerイメージからSingularityイメージを直接作れるよ。研究室でDockerで開発→スパコンではSingularityで実行、というワークフローが今のHPC×CAEの定番になりつつあるね。