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超算容器技术的核心。Singularity（现在的新版本叫 Apptainer）就是专门为高性能计算集群、特别是你之前关心的乌镇之光、秦岭超算这种 Slurm 调度环境而生的容器方案。

—Singularity（现叫 Apptainer）不需要root权限的容器方案,在slurm中也能安装，对比docker

一句话理解

它是一个能让普通用户（无需 root）在共享集群上安全运行“轻量级虚拟环境”（容器）的工具，并且能直接使用 Docker 镜像，还能无缝调用 GPU/DCU 等加速卡。

为什么超算不用 Docker，而要专门搞个 Singularity？

这就回到我们之前讨论的问题了，核心是架构和安全理念的差异：

简单说：Docker 是为了在一台机器上隔离服务；Singularity 是为了在一个大集群上，让千百个用户安全、方便地跑各自的计算任务。

Singularity 和 Apptainer 是什么关系？

• Singularity是原始项目，由 Sylabs 公司主导。
• Apptainer是 2021 年该项目加入 Linux 基金会后改的名字，由社区维护，完全开源。
• 现实情况：绝大多数超算两个命令都兼容，singularity命令一般通过软链接指向apptainer，或者环境里两个都有。你执行singularity或apptainer效果一样。下文我统一用apptainer。

核心概念和常用操作

1. 镜像：单文件 .sif

最大的特点：一个镜像就是一个文件xxxx.sif。你可以从 Docker Hub 直接拉取镜像并转换成 SIF 文件。

# 把 Docker 官方的 Ubuntu 22.04 镜像拉到当前目录，生成 ubuntu_22.04.sifapptainer pull docker://ubuntu:22.04

2. 运行容器

# 直接执行一条命令apptainerexecubuntu_22.04.sifcat/etc/os-release# 进入容器的交互式 shellapptainer shell ubuntu_22.04.sif# 直接运行容器（会执行镜像定义的 run 命令）apptainer run ubuntu_22.04.sif

3. 文件系统访问

这是专为 HPC 设计的最大便利：

• 自动挂载家目录：进入容器后，你的$HOME就在那里，直接读写。
• 自动挂载当前目录：从哪启动，容器里也能看到同样的目录。
• 要访问其他路径，如项目的/data，用-B绑定：

  apptainerexec-B/data ubuntu_22.04.sifls/data

4. 调用海光 DCU（ROCm 栈）

在你关心的乌镇之光、秦岭超算上，调用 DCU 加速卡非常简单：

# --rocm 标志会挂载海光 DCU 所需设备和库apptainerexec--rocmubuntu_22.04.sif python3 my_dcu_script.py

前提是镜像里有对应的 ROCm 软件栈（可拉取rocm/dev-ubuntu-22.04等官方镜像）。

5. 安装你自己的软件（可写 sandbox）

因为 .sif 文件是只读的，如果你想在 Ubuntu 镜像里apt install装个包，就需要使用sandbox（可写容器，是一个目录）：

# 1. 把 docker 镜像转成可写目录apptainer build--sandboxmy_ubuntu_sandbox docker://ubuntu:22.04# 2. 进入这个目录并打开 shell，这时可写apptainer shell--writablemy_ubuntu_sandbox# 3. 进去后，你就是“伪root”，可以 apt 安装软件了Singularity>aptupdate&&aptinstall-yvim# 退出后，你的 vim 就保存在 my_ubuntu_sandbox 目录里了

在 Slurm 作业脚本里的典型用法

把容器和 Slurm 结合，就是常规的批处理作业：

#!/bin/bash#SBATCH -J my_app#SBATCH -p dcu_queue#SBATCH -n 4#SBATCH --gres=dcu:1 # 申请1块DCU卡# 加载 Singularity/Apptainer 模块（如果需要）module load apptainer# 直接用 --rocm 运行你之前拉好的镜像apptainerexec--rocmmy_rocm_image.sif python train.py

这个作业会由 Slurm 分配资源，然后在隔离的 Ubuntu 容器里，带着你申请的那块 DCU 卡跑计算。

对你前面问题的呼应

现在回头看你之前问的“能在个人账户下安装 Ubuntu 镜像吗？”：

能，而且这就是 Singularity 存在的意义。你用apptainer pull docker://ubuntu拉下来的ubuntu_22.04.sif文件，就是一个完整的 Ubuntu 用户态环境，不需要 root，不需要管理员安装任何东西，直接在你的家目录里就能跑。想装软件就把它转成 sandbox 进去apt install。

如果你需要，我可以立刻给你一个针对乌镇之光/秦岭超算（海光 DCU）的完整操作示例，从拉镜像、装 ROCm 软件、到提交 Slurm 任务一步不落。

其他视频资料
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