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Gromacs 分子动力学 远程安装介绍 全网最详细的Gromacs安装前说明 该怎么选择合适的安装方式 Windows直接可用的Gromacs(预编译版)有什么危害?Gromacs安装需要准备什么?

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一、Gromacs 分子动力学该怎么选择合适的安装方式

安装好的友友如需了解全面的流程请移步:《分子动力学新手入门:一文读懂GROMACS使用全流程,轻松开启模拟之旅》

模拟教程:【精准还原膜蛋白动态行为:基于 GROMACS 的分子动力学模拟探索】GROMACS 蛋白-配体分子动力学模拟 绘制 RMSD变化图 绘制 RMSF变化图 GROMACS 对膜蛋白进行分子动力学模拟

首先根据Gromacs的官网我们可以得到目前最新的版本于2024 年 10 月 31 日发布是2024.4的版本

这里强调一下:互联网上已有的Gromacs版本分为两种

预编译的Groamcs版本(底层是WSL子系统,由于无人维护最新版大概是2020的gpu版本)

优点
·········1. windows可直接使用;
·········2. 适合新手练习命令;安装简单;
缺点:
·········1. 版本低;
·········2. 性能差;
·········3. 分析和模拟的结果和官网源码编译的版本差距很大,结果不准确;

官网源码编译的版本 官网只提供Linux的版本 不提供windows的安装包
官网源码编译的版本分为三种哦:Groamcs普通版安装(安装后只有gmx)、Gromacs MPI 加速(安装后没有gmx 而是gmx_mpi)、第三种就是CUDA支持的GPU加速的版本**(在前两种的基础上实现了模拟的时候可使用显卡GPU进行加速模拟)

优点
·········1. GROMACS官网一直维护BUG目前最新2024.4版本;
·········2. 分析、模拟结果准确;官网提供准确的一些模拟流程可直接拿下来学习;
·········3. 支持GPU加速、MPI并行、OpenMP多线程、特殊的模拟模块 如自由能计算、稳态模拟等;
缺点
·········1. windows无法直接使用,需要安装载体来承载Linux系统,载体分为虚拟机、WSL2子系统、双系统,前两个都是基于windows的基础上,双系统是开机选择进入windwos还是Linux,脱离并平行与win;
·········2. 三个载体的性能(程度):虚拟机 > WSL2子系统 > 双系统(性能最佳) ;
·········3. 安装加速版笔记本或者主机需要有nvidia的显卡;

  • 注意点:
    • 1、WSL2子系统有nvidia的显卡的情况下能安装GPU加速版,但是加速效果和显卡有关,性能是无法完全释放的,因为本质还是windwos系统,数据会走子系统到windows的过程这里就比虚拟机快,比双系统慢。
    • 2、对于要安装官网源码编译版本的朋友,没有NVIDIA显卡的电脑或者服务器,可另辟蹊径安装GROMACS MPI 加速的版本,比纯普通版的GROMACS效率会快一些,虽然比不上有GPU加速的快,也不失为一种加速手段。
  • 下面我给一个Gromacs MPI 安装后的文件截图:

    普通版的就是gmx 而不是gmx_mpi

那么接下我们讲一下,到底该选择什么样的安装方式最恰当。


二、Gromacs分子动力学工具详情介绍

首先这个软件是Linux的软件,从官网提供的下载文件可以看出默认没有Windows可以直接用的版本,所以Windows的话要安装载体来安装Linux系统(Ubuntu/CentOs二选一),这个载体也就是WSL系统或者虚拟机,还有一种载体叫双系统,为虚拟机的升级版。

1.了解Gromacs在Windows系统上安装的前提

直接有Linux电脑、超算或者服务器的友友跳过这里看下面的第三点哈(这里讲解Windows)。

由于Windows不能直接安装Linux系统的软件,因此我们要安装相应的载体来承载Linux系统,载体通常分为三种“虚拟机”、“WSL2子系统”、“双系统”

不同的载体安装出来效果不一样 官网已经停止维护,学校用的居多 官网长期维护,目前职场里面用的居多+ «选» 载体 虚拟机(VXBox或者VMware) WSL/WSL2子系统 双系统 载体本质区别 WSL/WSL2以及虚拟机都是基于Windows的基础上 来安装的,相当于数据都是要经过Windows在通过载体然后给到 里面的Linux系统的;(相对安装过程简单) ---------------------------------------------------------------------------- 而双系统和Windows是独立的,并不依赖于Windows,数据可以 直接通过载体到Linux系统,是最流畅的。(相当于开机的时候 直接选择进入Linux系统还是进入Windows系统,安装难度非常 大) 选Linux系统 CentOS 一般选择CentOS7 Ubuntu 一般选择Ubuntu22.04 或者Ubuntu23.04

2.Gromacs使用WSL/WSL2子系统和虚拟机载体安装的区别

了解了载体和Linux系统有哪些以后,如何选择呢?网络上大多数是虚拟机的版本,但是电脑配置不好的同学可能体验不是很好没会卡顿,还容易出现 虚拟机无法上网

下面详细讲一下WSL/WSL2子系统和虚拟机安装的区别;

  1. WSL2子系统默认是没有可视化的页面的如图1,虚拟机安装是默认有可视化页面的如图2;
  2. 若WSL子系统也想安装图二的可视化页面需要额外复杂配置,是另一种技术(X11、XServer等);
  3. 其次是WSL2系统和双系统才可以安装CUDA支持的GPU加速版本的Gromacs,虚拟机则只能安装普通版,因为虚拟机默认调用不了windows系统的显卡

(其次Gromacs动力学软件本身就是无可视化的软件,相当于安装后不像VMD、Grace这种作图的Linux软件有自己的窗体,Gromacs全靠gmx命令驱动,所以选择WSL子系统还是虚拟机全凭自己喜好,以及自己的显卡和内存的好与坏!)


图1(WSL 子系统安装的Ubuntu+Gromacs2023.2 默认无可视化,打开Linux(Ubuntu系统)就是黑色命令框)


图2(虚拟机安装的Ubuntu+Gromacs2023.2)

图3图4 WSL子系统额外安装可视化后的样子(可视化页面需要额外复杂配置,是另一种技术(X11、XServer等);)

3.Gromacs动力学双系统载体安装

双系统是虚拟机的升级版,没有虚拟机的那一层壳子,自然独立于Windows系统(使用时一般是开机的时候选择是要进入Windows系统还是Linux系统)

选择进入什么系统


这是双系统安装的CUDA支持的Gromacs2023.2加速版。

双系统的安装的话最优是使用U盘的方式安装,需要提前准备一个10G以内的空U盘来作为安装的启动盘。


三、Gromacs分子动力学工具 Linux的安装:

如果有Linux系统的电脑、超算或者服务器安装Gromacs的话就方便很多,纯Linux系统的优势肯定是比Windows快的。

有了纯Linux系统的电脑、超算或者服务器安装Gromacs就只需要考虑一个“性能”以及Gromacs的版本。

例如:Gromacs2018、Groamcs2019、 Groamcs2021的版本是众多老一辈技术家常用的,所以网络上能找到的学习教程大多数都是老版本的,虽然现在更新很快到了Gromacs2024.0了,所做的更新对于一些新手可能初次使用跟着教程并不是学的很舒畅。
当然有专业老师教的话,肯定是建议安装最新的版本,性能更稳定。

其次Gromacs如果模拟一写小型的计算,正常电脑都没问题,但是如果根据需求所做的模拟量大了,普通的笔记本可能安装了CUDA加速版的情况下依然要跑30个小时,这就需要考虑换一个好的显卡或者是租用某些平台的超算来进行;


四、Gromacs分子动力学工具版本选择

Gromacs版本 Gromacs普通版本 1.一般安装上自带thread_mpi 2.GPU support为disabled 支持CUDA加速的GPU加速版 1.会出现CUDA driver的版本号 2.会出现CUDA runtime的版本号 3.GPU support为disabled 安装时的差异 1.普通版任意Linux系统或者安装了载体的Windows都能安装。 2.支持CUDA加速的GPU加速版的Gromacs需要Windows电脑 和Linux电脑有NVIDIA的显卡。

NVIDIA显卡查询方式:


1.电脑右下角有这个图标


2.搜索NVIDIA以后出现了NVIADIA控制面板即可安装Groamcs加速版。

3.下面提供一下 Gromacs CUDA支持的GPU搭配MPI 加速版的截图:

五、与我联系——解决Gromacs安装问题

了解清楚了Gromacs安装之前的这些知识以后,如果嫌弃麻烦需要远程安装的友友可以联系!
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