GORMACS如何使用？一個(gè)方法快速完成動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算

GROMACS是一個(gè)功能強(qiáng)大的分子動(dòng)力學(xué)的模擬軟件，其在模擬大量分子系統(tǒng)的牛頓運(yùn)動(dòng)方面具有極大的優(yōu)勢。
它可以用分子動(dòng)力學(xué)、隨機(jī)動(dòng)力學(xué)或者路徑積分方法模擬溶液或晶體中的任意分子，進(jìn)行分子能量的最小化，分析構(gòu)象等。它的模擬程序包包含GROMACS力場(蛋白質(zhì)、核苷酸、糖等)，研究的范圍可以包括玻璃和液晶、到聚合物、晶體和生物分子溶液。

在詳細(xì)的操作步驟前，先簡單看一下在北鯤云超算平臺(tái)提交Gromacs作業(yè)的方式。

一 模板提交

這是平臺(tái)上最為簡單的作業(yè)提交方式，只需找到軟件，按照提示步驟上傳作業(yè)，選擇參數(shù)即可自動(dòng)完成計(jì)算。大致界面如下。

模板提交適合沒有IT基礎(chǔ)的用戶，作業(yè)提交流程、配置參數(shù)全可視化界面。

二 命令行提交

命令行提交在管理節(jié)點(diǎn)使用SSH命令行創(chuàng)建動(dòng)態(tài)集群，可以同時(shí)調(diào)用多種相同或者不同規(guī)格的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過slurm作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)提交作業(yè)計(jì)算，全程只需命令行操作。適合有一定代碼基礎(chǔ)的用戶。

Step 1. 通過SSH連接創(chuàng)建并連接管理節(jié)點(diǎn)；

Step 2. 創(chuàng)建作業(yè)目錄并進(jìn)入；

mkdir gromacsJob1cd gromacsJob1

Step 3. 將運(yùn)行g(shù)romacs需要的相關(guān)文件上傳到該文件夾下，詳情請(qǐng)查看Linux數(shù)據(jù)傳輸；

GPU版GROMACS作業(yè)示例?

Step 1. 在該文件夾下創(chuàng)建如下執(zhí)行腳本gromacs.sh：

#!/bin/bashmodule add GROMACS/2021-fosscuda-2019b   #加載軟件export GMX_GPU_DD_COMMS=true     export GMX_GPU_PME_PP_COMMS=trueexport GMX_FORCE_UPDATE_DEFAULT_GPU=true#生成tpr格式輸入文件，如果已有tpr格式文件則不需要寫#gmx grompp -f pme.mdp -c conf.gro -p tpr_file.top -o tpr_file_name.tprgmx mdrun -v  -pin on -nb gpu -bonded gpu -pme gpu -cpi tpr_file_name -deffnm tpr_file_name  

Step 2. 使用slurm命令提交到計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

sbatch -N 1 -p g-v100-1 -c 12 gromacs.sh

CPU版GROMACS作業(yè)示例?

Step 1. 創(chuàng)建執(zhí)行腳本：

#!/bin/bashmodule add GROMACS/2019.6-intel-2019b   #加載軟件mpiexec -v  gmx_mpi mdrun -v  -cpi tpr_file_name -deffnm tpr_file_name

Step 2. 提交作業(yè)；

2個(gè)4核心節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)8個(gè)并行任務(wù)。

sbatch -N 2 -p c-4-1 -n 8 -c 1 gromacs.sh

查看作業(yè)運(yùn)行情況及需使用slurm命令。具體可以查詢北鯤云幫助手冊(cè)。

以Gromacs在北鯤云超算平臺(tái)完成溶菌酶在水中的動(dòng)力學(xué)模擬為例

整個(gè)步驟分為10步

結(jié)構(gòu)處理，文件上傳，生成拓?fù)湮募x單位盒子并填充溶劑，添加離子，體系能量最小化，NVT平衡，NPT平衡，動(dòng)力學(xué)模擬成品模擬的部分可以到我們以前發(fā)布的文章中查看。

之前的教程非常詳細(xì)的展示了如何用Gromacs進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬，值得注意的是，

上述教程中的命令可以在單機(jī)完成，也可以上述所有命令寫成作業(yè)腳本進(jìn)行提交。提交腳本命令：

sbatch -N 1 -p g-v100-1 -c 12 md-gromacs.sh

其中，-N為節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，這里輸入的是1。-p為選擇的PARTITION，這里使用的是V100卡（g-v100-1）。

md-gromacs.sh腳本的內(nèi)容涵蓋上述教程中的所有命令，根據(jù)北鯤云超算平臺(tái)的指南需要在腳本開頭加上導(dǎo)入gromacs模塊，如果申請(qǐng)了GPU需要將GPU模塊也導(dǎo)入(1-6行)，具體腳本內(nèi)容如下：

所有操作只需要可以登錄北鯤云超算平臺(tái)在線操作即可，無需自己配備高性能的計(jì)算機(jī)，和為繁瑣的工具安裝浪費(fèi)時(shí)間。

審核編輯 黃昊宇