简介

GROMACS 是用于研究生物分子体系的分子动力学程序包。它可以用分子动力学、随机动力学或者路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子，进行分子能量的最小化，分析构象等。它的模拟程序包包含 GROMACS 力场(蛋白质、核苷酸、糖等)，研究的范围可以包括玻璃和液晶、到聚合物、晶体和生物分子溶液。 GROMACS 是一个功能强大的分子动力学的模拟软件，其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。

编译环境

需要的编译环境为：

串行编译器：Intel Compiler / GNU Compiler

MPI编译器：mpich / openmpi(如果是MPI版本)

cmake

fftw

CUDA(如果是GPU版本)

plumed(如果开启plumed)

编译单精度CPU版本1

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15tar -zxvf gromacs-5.1.4.tar.gz # 以5.1.4版本为例

cd gromacs-5.1.4

mkdir build

cd build

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs-5.1.4 \

-DCMAKE_C_COMPILER=icc -DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc \

-DGMX_DOUBLE=off \

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 \

-DFFTWF_LIBRARY="$HOME/fftw/lib/libfftw3f.a" \

-DFFTWF_INCLUDE_DIR="$HOME/fftw/include/" \

-DGMX_MPI=on \

-DGMX_GPU=off \

2>&1 | tee cm.log

make -j12 2>&1 | tee m.log

make install 2>&1 | tee mi.log

参数说明如下：

参数

含义

-DCMAKE_INSTALL_PREFIX

安装目录

-DCMAKE_C_COMPILER=icc

使用 icc 编译 c

-DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc

使用 icpc 编译 cpp

-DGMX_DOUBLE=off

关闭double，编译单精度版本

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3

使用 fftw3

-DFFTWF_LIBRARY=”$HOME/fftw/lib/libfftw3f.a”

fftw库,请改为自己的安装目录

-DFFTWF_INCLUDE_DIR=”$HOME/fftw/include”

fftw的头文件目录,请改为自己的安装目录

-DGMX_MPI=on

开启 MPI 支持

-DGMX_GPU=off

关闭 GPU 支持

编译双精度CPU版本1

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15tar -zxvf gromacs-5.1.4.tar.gz

cd gromacs-5.1.4

mkdir build

cd build

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs-5.1.4 \

-DCMAKE_C_COMPILER=icc -DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc \

-DGMX_DOUBLE=on \

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 \

-DFFTW_LIBRARY="$HOME/fftw/lib/libfftw3.a" \

-DFFTW_INCLUDE_DIR="$HOME/fftw/include/" \

-DGMX_MPI=on \

-DGMX_GPU=off \

2>&1 | tee cm.log

make -j12 2>&1 | tee m.log

make install 2>&1 | tee mi.log

编译GPU版本

在执行cmake的时候，修改一下参数，增加一个参数即可。

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16tar -zxvf gromacs-5.1.4.tar.gz

cd gromacs-5.1.4

mkdir build

cd build

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs-5.1.4 \

-DCMAKE_C_COMPILER=icc -DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc \

-DGMX_DOUBLE=off \

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 \

-DFFTW_LIBRARY="$HOME/fftw/lib/libfftw3.a" \

-DFFTW_INCLUDE_DIR="$HOME/fftw/include/" \

-DGMX_MPI=on \

-DGMX_GPU=on \

-DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=$HOME/software/cuda \

2>&1 | tee cm.log

make -j12 2>&1 | tee m.log

make install 2>&1 | tee mi.log

编译带plumed的版本

PLUMED 是分子系统中自由能计算的开源库，与一些最流行的分子动力学引擎一起工作。可以使用诸如元动力学，伞形采样和基于 Jarzynski 方程的转向 MD 之类的现有技术来执行自由能计算作为许多次序参数的函数，特别关注生物学问题。

官网地址：传送门。

编译安装方法如下：

配置编译环境1

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5# 设置编译c/c++的环境

source /opt/intel/composer_xe_2013.0.079/bin/iccvars.sh intel64

# 设置mpi编译环境

export PATH=/usr/local/mpi-intel2013/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mpi-intel2013/lib:$LD_LIBRARY_PATH

编译plumed1

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9tar -zxvf plumed2-2.3.0-tar.gz

cd plumed2-2.3.0

time CC=icc FC=ifort ./configure \

--prefix=$HOME/software/plumed2/2.3.0-icc13-mpich3 \

2>&1 | tee c.log

# real 3m18.979s

time make -j 12 2>&1 | tee m.log

# real 17m9.607s

time make install 2>&1| tee mi.log

设置运行环境1

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3export PLUMED2_HOME=$HOME/software/plumed2/2.3.0-icc13-mpich3

export PATH=$PLUMED2_HOME/bin:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=$PLUMED2_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH

解压缩1

2tar -zxvf gromacs-5.1.4.tar.gz

cd gromacs-5.1.4

打plumed的patch

输入：

1plumed patch -p

然后依据gromacs的版本选择编号，gromacs-5.1.4选择5)即可

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18PLUMED patching tool

1) amber14 4) gromacs-5.0.77) namd-2.8

2) gromacs-2016.1 5) gromacs-5.1.48) namd-2.9

3) gromacs-4.5.7 6) lammps-6Apr139) qespresso-5.0.2

Choose the best matching code/version:5

MD engine: gromacs-5.1.4

PLUMED location: $HOME/software/plumed2/2.3.0-icc13-mpich3.0.4/lib/plumed

...

patching file ./src/programs/mdrun/mdrun.cpp

patching file ./src/programs/mdrun/repl_ex.cpp

patching file ./src/programs/mdrun/repl_ex.h

patching file ./src/programs/mdrun/runner.cpp

PLUMED is compiled with MPI support so you can configure gromacs-5.1.4 with MPI

编译gromacs1

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14mkdir build

cd build

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs-5.1.4-plumed2-2.3.0-icc13-mpich3.0.4 \

-DCMAKE_C_COMPILER=icc -DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc \

-DGMX_DOUBLE=off \

-DGMX_OPENMP=ON \

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 \

-DFFTWF_LIBRARY="$HOME/fftw/lib/libfftw3f.a" \

-DFFTWF_INCLUDE_DIR="$HOME/fftw/include/" \

-DGMX_MPI=on \

-DGMX_GPU=off \

2>&1 | tee cm.log

make -j12 2>&1 | tee m.log

make install 2>&1 | tee mi.log

参数

含义

-DCMAKE_INSTALL_PREFIX

安装目录

-DCMAKE_C_COMPILER=icc

使用 icc 编译 c

-DCMAKE_CXX_COMPILER=icpc

使用 icpc 编译 cpp

-DGMX_DOUBLE=off

关闭double，编译单精度版本

-DGMX_OPENMP=ON

开启openmp的支持

-DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3

使用 fftw3

-DFFTWF_LIBRARY=”$HOME/fftw/lib/libfftw3f.a”

fftw库,请改为自己的

-DFFTWF_INCLUDE_DIR=”$HOME/fftw334/include/“

fftw的头文件目录,请改为自己的

-DGMX_MPI=on

开启 MPI 支持

-DGMX_GPU=off

关闭 GPU 支持

环境配置1source $HOME/software/gromacs-5.1.4/bin/GMXRC

执行这个脚本，就可以配置好环境了。

测试1

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5tar xvf ADH_bench_systems.tar.gz # 解压缩

cd adh_cubic # 选择一个算例

grompp_mpi -f rf_verlet.mdp # 预处理

yhrun -n24 -pdebug mdrun_mpi # 并行执行mpi版

yhrun -n1 -pdebug mdrun_mpi # 执行gpu版