GROMACS

介绍

本镜像可自动识别intel和amd架构，正常使用gmx即可

溶菌酶 (1AKI) 标准全流程测试

在这个阶段，你完全不需要关心底层是 Intel 还是 AMD，直接敲 gmx，路由脚本会自动为你调度。

1. 获取结构文件

mkdir -p /workspace/test_run
cd /workspace/test_run
wget https://files.rcsb.org/download/1AKI.pdb

2. 生成拓扑与定义盒子

这里将 PDB 转换为 GROMACS 识别的拓扑文件，并定义水盒子：

# 生成拓扑 (输入 15 选择 OPLS-AA/L 力场)
gmx pdb2gmx -f 1AKI.pdb -o 1AKI_processed.gro -water spce <<EOF
15
EOF

# 定义模拟盒子 (边缘距离 1.0 nm 的立方体)
gmx editconf -f 1AKI_processed.gro -o 1AKI_newbox.gro -c -d 1.0 -bt cubic

3. 溶剂化与添加离子

向盒子中加水，并用钠/氯离子中和系统电荷：

# 填充水分子
gmx solvate -cp 1AKI_newbox.gro -cs spc216.gro -o 1AKI_solv.gro -p topol.top

# 生成离子的 mdp 配置文件
cat > ions.mdp <<EOF
integrator  = steep
emtol       = 1000.0
emstep      = 0.01
nsteps      = 50000
nstlist     = 1
cutoff-scheme = Verlet
ns_type     = grid
coulombtype = cutoff
rcoulomb    = 1.0
rvdw        = 1.0
pbc         = xyz
EOF

# 预处理并替换水分子为离子 (输入 13 选择 SOL)
gmx grompp -f ions.mdp -c 1AKI_solv.gro -p topol.top -o ions.tpr -maxwarn 2
gmx genion -s ions.tpr -o 1AKI_solv_ions.gro -p topol.top -pname NA -nname CL -neutral <<EOF
13
EOF

4. 能量最小化 (EM)

消除不合理的原子重叠，稳定系统：

cat > minim.mdp <<EOF
integrator  = steep
emtol       = 1000.0
emstep      = 0.01
nsteps      = 50000
nstlist     = 1
cutoff-scheme = Verlet
rlist       = 1.0
coulombtype = PME
rcoulomb    = 1.0
rvdw        = 1.0
pbc         = xyz
EOF

gmx grompp -f minim.mdp -c 1AKI_solv_ions.gro -p topol.top -o em.tpr
gmx mdrun -v -deffnm em

5. 显卡满载火力全开 (MD)

跳过 NVT/NPT，直接进行简短的动力学模拟，测试 4090 性能：

cat > md.mdp <<EOF
integrator              = md
dt                      = 0.002
nsteps                  = 50000    ; 100 ps
nstxout                 = 5000
nstvout                 = 5000
nstfout                 = 5000
nstenergy               = 5000
nstlog                  = 5000

cutoff-scheme           = Verlet
nstlist                 = 20
rlist                   = 1.0
coulombtype             = PME
rcoulomb                = 1.0
rvdw                    = 1.0

tcoupl                  = V-rescale
tc-grps                 = Protein Non-Protein
tau_t                   = 0.1     0.1
ref_t                   = 300     300

pbc                     = xyz
dispcorr                = EnerPres
EOF

# 预处理
gmx grompp -f md.mdp -c em.gro -p topol.top -o md.tpr -maxwarn 2

# 极致性能运行：将非键相互作用、PME、坐标更新、键合相互作用全部卸载到 GPU
gmx mdrun -deffnm md -nb gpu -pme gpu -update gpu -bonded gpu

第三部分：深层验证 (确认智能路由生效)

MD 运行结束后，你怎么知道你的智能脚本确实起作用了？请查看生成的日志文件：

head -n 100 md.log

• 如果你在一台 Intel 服务器上运行：日志开头会明确显示执行的是 /usr/local/gromacs/bin/gmx_intel，并且在 FFT library 一栏会显示 Intel MKL。
• 如果你在一台 AMD 服务器上运行：日志则会显示 /usr/local/gromacs/bin/gmx_amd，FFT library 显示为 fftw。
• 滚动到日志最底部，你还可以看到 Core t (s) 和 Performance (ns/day)，以此评估你的 4090 算力表现。