GROMACS

GROMACS 是用于研究生物分子体系的分子动力学程序包，广泛应用于蛋白质、脂质、核酸等生物大分子的模拟研究。

使用预置镜像

推荐方式

在创建实例时选择 GROMACS 镜像，即可获得预装好的 GROMACS 环境。预置版本已使用 CUDA 编译，默认将使用 GPU 加速计算。

创建实例后，可直接使用 gmx 命令：

bash

gmx --version

快速测试

以下是一个完整的 GROMACS 测试用例，用于验证环境是否正常工作。

Step 0: 准备测试文件

bash

mkdir test && cd test
wget https://confluence.csuc.cat/download/attachments/29362353/2n6m.pdb

Step 1: 生成输入文件

注意

此命令需要交互式输入，请单独执行。提示时选择 14: GROMOS96 54a7 和 1: SPC。

bash

gmx pdb2gmx -f 2n6m.pdb -o esculentin.gro -p esculentin.top -ignh

Step 2: 设置模拟参数

bash

gmx editconf -f esculentin.gro -o esculenbox.gro -box 5 5 5
gmx solvate -cp esculenbox.gro -o solvated.gro -p esculentin.top

Step 3: 配置模拟选项

bash

cat > options.mdp << EOF
integrator        = md
nsteps            = 50000000
nstxout           = 50000
coulombtype       = PME
fourierspacing    = 0.15
tcoupl            = v-rescale
tau-t             = 0.2 0.2
ref-t             = 298.15 298.15
tc-grps           = Protein Non-protein
pcoupl            = berendsen
compressibility   = 4.5e-5
tau-p             = 0.2
ref-p             = 1.0
EOF

gmx grompp -f options.mdp -c solvated.gro -p esculentin.top -o esculentin.tpr -maxwarn 100

Step 4: 运行模拟

bash

gmx mdrun -s esculentin.tpr

运行成功后，将看到 GPU 加速相关的输出信息。

手动安装 GROMACS

如需安装特定版本或自定义编译选项，可按以下步骤手动安装。

适用环境

Linux（Ubuntu / Debian）
NVIDIA GPU
CUDA Toolkit 13.x

1. 安装系统依赖

bash

apt-get update
apt-get install -y \
  make gcc g++ ninja-build \
  build-essential \
  ca-certificates \
  wget tar

2. 安装 CMake

版本要求

GROMACS 2023.x 对 CMake 4.x 兼容性不佳，建议使用 3.26–3.27 版本。

bash

conda install -y -c conda-forge "cmake>=3.26,<3.28"
cmake --version

3. 确认 CUDA 环境

bash

/usr/local/cuda/bin/nvcc --version | head -n 5

4. 下载 GROMACS 源码

bash

cd /tmp
wget -O gromacs-2023.2.tar.gz https://ftp.gromacs.org/gromacs/gromacs-2023.2.tar.gz
tar xfz gromacs-2023.2.tar.gz
cd gromacs-2023.2

5. 配置构建目录

bash

rm -rf build
mkdir build
cd build

6. CMake 配置

bash

cmake .. \
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/gromacs \
  -DGMX_GPU=CUDA \
  -DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=/usr/local/cuda \
  -DGMX_BUILD_OWN_FFTW=ON \
  -DREGRESSIONTEST_DOWNLOAD=OFF \
  -DCMAKE_POSITION_INDEPENDENT_CODE=ON \
  -DCMAKE_CXX_FLAGS="-fPIC" \
  -DCUDA_NVCC_FLAGS="--compiler-options=-fPIC;-static-global-template-stub=false"

关键参数说明：

参数	说明
`-DGMX_GPU=CUDA`	启用 CUDA GPU 支持
`--compiler-options=-fPIC`	生成共享库所需的位置无关代码
`-static-global-template-stub=false`	CUDA 13 必须参数，避免模板符号在链接阶段报错（CUDA ≤12 可不加）

校验配置是否生效：

bash

grep -E "CUDA_NVCC_FLAGS:STRING=|CMAKE_INSTALL_PREFIX:PATH=" CMakeCache.txt

7. 编译与安装

bash

make -j$(nproc)
make install

确认安装成功：

bash

ls -l /usr/local/gromacs/bin/gmx

8. 启用 GROMACS 环境

bash

source /usr/local/gromacs/bin/GMXRC

写入 bashrc（可选）：

bash

echo "source /usr/local/gromacs/bin/GMXRC" >> ~/.bashrc

9. 验证安装

bash

gmx --version

关键检查项：

GROMACS version: 2023.2
GPU support: CUDA
GPU FFT library: cuFFT
CUDA runtime / driver 正常显示

10. GPU 运行测试

bash

gmx mdrun -s test.tpr -nsteps 20000 -ntmpi 1 -ntomp 8 -v

期望看到：

text

1 GPU selected for this run
PP:0,PME:0
PME tasks will do all aspects on the GPU

使用建议

性能优化

小体系（<50k atoms）建议使用单 GPU，多 GPU 反而可能更慢
/tmp 适合用于源码编译，但最终产物应安装到 /usr/local
CMake 仅在编译阶段使用，安装完成后可忽略

GROMACS ​

使用预置镜像 ​

快速测试 ​

Step 0: 准备测试文件 ​

Step 1: 生成输入文件 ​

Step 2: 设置模拟参数 ​

Step 3: 配置模拟选项 ​

Step 4: 运行模拟 ​

手动安装 GROMACS ​

1. 安装系统依赖 ​

2. 安装 CMake ​

3. 确认 CUDA 环境 ​

4. 下载 GROMACS 源码 ​

5. 配置构建目录 ​

6. CMake 配置 ​

7. 编译与安装 ​

8. 启用 GROMACS 环境 ​

9. 验证安装 ​

10. GPU 运行测试 ​

使用建议 ​

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GROMACS

使用预置镜像

快速测试

Step 0: 准备测试文件

Step 1: 生成输入文件

Step 2: 设置模拟参数

Step 3: 配置模拟选项

Step 4: 运行模拟

手动安装 GROMACS

1. 安装系统依赖

2. 安装 CMake

3. 确认 CUDA 环境

4. 下载 GROMACS 源码

5. 配置构建目录

6. CMake 配置

7. 编译与安装

8. 启用 GROMACS 环境

9. 验证安装

10. GPU 运行测试

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