GORMACS如何使用？一個方法快速完成動力學模擬計算

GROMACS是一個功能強大的分子動力學的模擬軟件，其在模擬大量分子系統(tǒng)的牛頓運動方面具有極大的優(yōu)勢。
它可以用分子動力學、隨機動力學或者路徑積分方法模擬溶液或晶體中的任意分子，進行分子能量的最小化，分析構象等。它的模擬程序包包含GROMACS力場(蛋白質、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。

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

一 模板提交

這是平臺上最為簡單的作業(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)即可自動完成計算。大致界面如下。

模板提交適合沒有IT基礎的用戶，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)點使用SSH命令行創(chuàng)建動態(tài)集群，可以同時調用多種相同或者不同規(guī)格的計算節(jié)點，通過slurm作業(yè)調度系統(tǒng)提交作業(yè)計算，全程只需命令行操作。適合有一定代碼基礎的用戶。

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

Step 2. 創(chuàng)建作業(yè)目錄并進入；

mkdir gromacsJob1cd gromacsJob1

Step 3. 將運行gromacs需要的相關文件上傳到該文件夾下，詳情請查看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命令提交到計算節(jié)點；

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4核心節(jié)點啟動8個并行任務。

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

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

以Gromacs在北鯤云超算平臺完成溶菌酶在水中的動力學模擬為例

整個步驟分為10步

結構處理，文件上傳，生成拓撲文件，定義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，動力學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的展示了如何用Gromacs進行動力學模擬，值得注意的是，

上述教程中的命令可以在單機完成，也可以上述所有命令寫成作業(yè)腳本進行提交。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腳本的內容涵蓋上述教程中的所有命令，根據(jù)北鯤云超算平臺的指南需要在腳本開頭加上導入gromacs模塊，如果申請了GPU需要將GPU模塊也導入(1-6行)，具體腳本內容如下：

所有操作只需要可以登錄北鯤云超算平臺在線操作即可，無需自己配備高性能的計算機，和為繁瑣的工具安裝浪費時間。

審核編輯 黃昊宇