gromacs 编译安装测试说明

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-06-17 10:10 1035阅读 0赞

科学计算软件编译安装方法说明 --- gromacs 篇

![Center][]

官网地址：

http://www.gromacs.org/

下载地址：

http://www.gromacs.org/Downloads

**1. 什么是GROMACS?**

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。

**2. lammps编译环境**

Intel Compiler /GNU Compiler  + MPI Compiler + CMAKE +  FFTW + （CUDA）

**3. 安装 Intel Compiler 编译器，设置编译环境**

Intel Compiler /GNU Compiler  + MPI Compiler

如果使用的是Intel的CPU，建议使用Intel的编译器。

详细安装方法参见博客相关文章。

例如使用TH-1A的Intel 2013编译器编译lammps，可以加载如下环境变量：

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

**4.安装 MPI Compiler，设置编译环境**

编译并行版的程序需要并行编译器，例如MPI并行的程序需要MPI编译器，常用的MPI例如Intel MPI 、MPICH 、OPENMPI等。

不同的机器可能针对自身硬件进行MPI优化，天河系统的MPI是基于开源MPICH进行的二次开发优化，进而支持性能卓越的天河自主高速互联网络。

详细安装方法参见博客相关文章。

例如使用TH-1A的Intel 2013编译器编译的mpich，可以加载如下环境变量：

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

**4.安装CMAKE**

![Center 1][]

如果系统环境中未安装cmake，那么需要自行编译下，简介如下：

**4.1 下载**

http://www.cmake.org/download/

**4.2 编译**

tar zxvf cmake-3.8.0.tar.gz
    cd cmake-3.8.0
    ./bootstrap --prefix=$HOME/software/cmake-3.8.0 2>&1 | tee b.log
    make 2>&1 | tee m.log
    make install 2>&1 | tee mi.log

**4.3 配置**

# 配置环境（可以写入.bashrc）
    # cmake-3.8.0
    export CMKAE_HOME=$HOME/software/cmake-3.8.0
    export PATH=$CMKAE_HOME/bin:$PATH
    export LD_LIBRARY_PATH=$CMKAE_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH

**5. 安装FFTW**

** ![20170423201913031][]**

编译fftw数学库，可以遵循常用的configure + make + make install 的步骤，安装方法参见博客相关文章。

**6. 安装GROMACS（CPU+Single/Double）**

gromacs可以编译为串行版（略）、并行版（gmp\_mpi），同时可以区分为单双精度（使用GMX\_DOUBLE参数设置），详细介绍如下：

tar -zxvf gromacs-5.1.4.tar.gz
    cd gromacs-5.1.4

**\# cpu + single**

mkdir build-cpu-single
    cd build-cpu-single
    cmake  .. -DCMAKE_C_COMPILER=mpicc -DCMAKE_CXX_COMPILER=mpicxx \
         -DGMX_MPI=on -DGMX_DOUBLE=off \
         -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs/5.1.4-sp-cpu \
         -DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 -DFFTWF_LIBRARY="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/lib/libfftw3f.so" \
         -DFFTWF_INCLUDE_DIR="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/include" 2>&1 | tee cm.log 
    make 2>&1 | tee m.log 
    make install 2>&1 | tee m.log
    cd ..

**\# cpu + double**

mkdir build-cpu-double
    cd build-cpu-double
    cmake  .. -DCMAKE_C_COMPILER=mpicc -DCMAKE_CXX_COMPILER=mpicxx \
         -DGMX_MPI=on -DGMX_DOUBLE=on \
         -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs/5.1.4-dp-cpu \
         -DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 -DFFTW_LIBRARY="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/lib/libfftw3.so" \
         -DFFTW_INCLUDE_DIR="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/include" 2>&1 | tee cm.log 
    make 2>&1 | tee m.log 
    make install 2>&1 | tee m.log
    cd ..

说明：

1）创建一个子文件夹（build-cpu-single 及 build-cpu-double）是为了在该文件夹内进行编译，不影响源码。

2）参数“-DCMAKE\_C\_COMPILER”及“-DCMAKE\_CXX\_COMPILER” 设置C及C++的编译器，不设置的话，默认是gcc及g++。

3）参数“-DGMX\_MPI=on” 设置开启mpi，表示编译并行版。

4）参数“-DGMX\_DOUBLE=off” 设置double是否开启，不开启则为float版本，开启则为double版本。

4）参数“-DCMAKE\_INSTALL\_PREFIX=$HOME/software/gromacs/5.1.4-sp” 设置安装目录。

5）参数“-DGMX\_FFT\_LIBRARY=fftw3 ” 设置fftw库类型。

6）参数“\-DFFTWF\_LIBRARY”及“\-DFFTWF\_INCLUDE\_DIR” 设置fftw库的库及头文件路径，注意区分单双精度。如果不想用动态库，可以设置为静态库，例如libfftw3f.a。

7） 如果使用多核的cpu可以使用“-j”参数加快编译速度，例如4核的cpu，可以用如下命令 make-j 4 2>&1 | tee m.log

**7. 安装GROMACS（GPU）**

编译GPU版本的GROMACS，则需要设置cuda的环境，具体方法如下：

**7.1 设置cuda环境**

预先设置好cuda的编译环境（配置方法此处暂略），在TH-1A环境下已经配置好了，仅需要设置环境即可：

# CUDA
    export CUDA_HOME=/vol-th/software/cuda/cuda-7.5
    export PATH=$CUDA_HOME/bin:$PATH
    export LD_LIBRARY_PATH=$CUDA_HOME/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

**7.2 编译GROMACS（GPU+Single）**

mkdir build-gpu-single
    cd build-gpu-single
    cmake  .. -DCMAKE_C_COMPILER=mpicc -DCMAKE_CXX_COMPILER=mpicxx \
         -DGMX_MPI=on -DGMX_DOUBLE=off \
         -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/software/gromacs/5.1.4-sp-gpu \
         -DGMX_FFT_LIBRARY=fftw3 -DFFTWF_LIBRARY="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/lib/libfftw3f.so" \
         -DFFTWF_INCLUDE_DIR="$(HOME)/software/fftw/3.3.6/include" \
         -DGMX_GPU=on -DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=/vol-th/software/cuda/cuda-7.5 2>&1 | tee cm.log 
    make 2>&1 | tee m.log 
    make install 2>&1 | tee m.log

说明：

1）已经介绍的参数见上一节。

2）参数“-DGMX\_GPU=on” 设置开启GPU。

3）参数“-DCUDA\_TOOLKIT\_ROOT\_DIR” 设置CUDA路径。

4）此处仅编译单精度版本，双精度版本的请读者自己思考一下（O(∩\_∩)O哈哈~）。

**8. 测试（以cpu+sp为例）**

**8.1 设置gromacs的环境**

source $HOME/software/gromacs/5.1.4-sp-cpu/bin/GMX.bash

**8.2 下载算例**

ftp://ftp.gromacs.org/pub/benchmarks/ADH\_bench\_systems.tar.gz

**8.3 解压缩算例，配置脚本**

tar xvf ADH_bench_systems.tar.gz
    cd adh_cubic

**8.4 配置脚本sub.sh**

#!/bin/bash
    yhrun -N 1 -n 1 -p debugg gmx_mpi grompp -f rf_verlet.mdp
    yhrun -N 2 -n 24 -p debug gmx_mpi mdrun -ntomp 1

说明：

1）参数“-ntomp 1”设置每个mpi进程开启1个线程。

**8.5 提交脚本**

yhbatch -N 2 -n 24 -p debug sub.sh

**8.6 测试结果**

计算结束后，可以在结果文件中查看计算结果。

P.S 提供GROMACS的测试机会。

欢迎交流。

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