Opis
GROMACS je računalno-kemijska aplikacija za molekulsku dinamiku (MD), a prvenstveno se koristi za simulacije makromolekula te se može smatrati besplatnom alternativom komercijalnom Amberu.
GROMACS se prvenstveno temelji na klasičnoj mehanici, što znači da koristi jednadžbe gibanja klasične mehanike za izračunavanje kretanja molekule i njihovih segmenata. MD simulacije mogu pružiti informacije o ponašanju i svojstvima molekula, poput njihovih konformacija, energija i interakcija s drugim molekulama.
GROMACS je aplikacija otvorenog koda, a podržava hibridnu paralelizaciju, MPI + OpenMP, kao i upotrebu grafičkih procesora koji značajno ubrzavaju MD izračune.
Verzije
| verzija | modul | podrška | paralelizacija | uključuje PLUMED |
|---|---|---|---|---|
| 2022.5 | scientific/gromacs/2022.5-gnu | CPU | MPI + OpenMP | v2.8.2 |
| 2022.5 | scientific/gromacs/2022.5-cuda | GPU + CPU | MPI + OpenMP | - |
Službena dokumentacija
Primjeri
Kad u zaglavlju PBS skripte definirate vrijednost varijable ncpus, u okolinu se automatski doprema ista vrijednost OMP_NUM_THREADS varijable.
CPU
MPI + OpenMP
Budući da aplikacija podržava hibridnu paralelizaciju, MPI procese možete podijeliti na OpenMP threadove.
U primjeru niže, aplikacija će stvoriti 8 MPI procesa, podijeljenih u 4 OpenMP threada.
#PBS -q cpu
#PBS -l select=8:ncpus=4
#PBS -N run-gmx
MPI_NUM_PROCESSES=$(cat ${PBS_NODEFILE} | wc -l)
cd ${PBS_O_WORKDIR}
module load scientific/gromacs/2022.5-gnu
mpiexec -n ${MPI_NUM_PROCESSES} -d ${OMP_NUM_THREADS} --cpu-bind depth gmx mdrun -pin on -v -deffnm md
MPI
Ukoliko aplikaciju ne želite dijeliti aplikaciju u OpenMP threadove, možete koristiti paralelizaciju isključivo na razini MPI procesa.
U primjeru niže, aplikacija će pokrenuti 32 MPI procesa.
#PBS -q cpu
#PBS -l select=32:ncpus=1
#PBS -N run-gmx
MPI_NUM_PROCESSES=$(cat ${PBS_NODEFILE} | wc -l)
cd ${PBS_O_WORKDIR}
module load scientific/gromacs/2022.5-gnu
mpiexec -n ${MPI_NUM_PROCESSES} -d ${OMP_NUM_THREADS} --cpu-bind depth gmx mdrun -pin on -v -deffnm md
OpenMP
Ukoliko aplikaciju želite dijeliti isključivo u OpenMP threadove, morate zatražiti jedan računalni čvor, budući da u ovom slučaju aplikacija radi s dijeljenom memorijom.
GROMACS će vrijednost OMP_NUM_THREADS dobiti po definiranju ncpus varijable u zaglavlju skripte.
U primjeru niže, aplikacija će se pokrenuti s 32 OpenMP threada.
#PBS -q cpu
#PBS -l select=1:ncpus=32
#PBS -N run-gmx
MPI_NUM_PROCESSES=$(cat ${PBS_NODEFILE} | wc -l)
cd ${PBS_O_WORKDIR}
module load scientific/gromacs/2022.5-gnu
gmx mdrun -pin on -v -deffnm md
GPU
Aplikacija podržava rad s grafičkim procesorom, odnosno rad s više grafičkih procesora.
GPU iskorištenje je u slučaju korištenja više grafičkih procesora relativno malo i kreće se do maksimalno 50% kod korištenja 2 GPU-a u većem broju testiranih primjera.
Iz tog razloga, razmotrite korištenje jednog grafičkog procesora i više procesorskih jezgri. GPU iskorištenje se u slučaju korištenja 1 GPU + 8 CPU kreće i do 85%.
Single GPU
Prilikom pozivanja aplikacije s mpiexec, MPI proces dodjeljuje se jednom grafičkom procesoru (putem varijable CUDA_VISIBLE_DEVICES), a svaka OpenMP nit (putem varijable OMP_NUM_THREADS) jednoj procesorskoj jezgri.
U primjeru niže, aplikacija će koristiti jedan grafički procesor te četiri procesorske jezgre.
#PBS -q cpu
#PBS -l select=1:ngpus=1:ncpus=8
#PBS -N run-gmx
MPI_NUM_PROCESSES=$(cat ${PBS_NODEFILE} | wc -l)
cd ${PBS_O_WORKDIR}
module load scientific/gromacs/2022.5-gnu
mpiexec -n ${MPI_NUM_PROCESSES} -d ${OMP_NUM_THREADS} --cpu-bind depth gmx mdrun -pin on -v -deffnm md
Multi GPU
Prilikom pozivanja aplikacije s mpiexec, svaki MPI proces dodijeli se jednom grafičkom procesoru (putem varijable CUDA_VISIBLE_DEVICES), a svaka OpenMP nit (putem varijable OMP_NUM_THREADS) jednoj procesorskoj jezgri.
U primjeru niže, aplikacija će koristiti dva grafička procesora te po četiri procesorske jezgre za svaki grafički procesor.
#PBS -q cpu
#PBS -l select=2:ngpus=1:ncpus=4
#PBS -N run-gmx
MPI_NUM_PROCESSES=$(cat ${PBS_NODEFILE} | wc -l)
cd ${PBS_O_WORKDIR}
module load scientific/gromacs/2022.5-gnu
mpiexec -n ${MPI_NUM_PROCESSES} -d ${OMP_NUM_THREADS} --cpu-bind depth gmx mdrun -pin on -v -deffnm md