分子动力学软件那个比较快？

wolf

在生物大分子方向，蛋白质，除去Desmond.

原文地址：https://www.zhihu.com/question/453732470

感恩由您

目前第一梯队应该是Amber和OpenMM
Gromacs算是第二梯队，Desmond不了解
NAMD感觉不太行了
以上只是单从速度上说，实际应用更多的是考虑功能的支持程度

长长的路

不管是namd、gromacs还是openmm，都可以在北鲲云一站式超算平台上使用。
软件是影响计算速度的原因之一，而另一个原因就是算力了。
北鲲云超算平台只需要一台上网本就可以在短时间内完成动力学模拟所有内容，而且还预装了Gromacs在内的300+应用软件，实现了开箱即用，非常的灵活便捷。
我们有一篇文章为大家介绍了如何在北鲲云超算平台上快速完成动力学模拟计算，模拟溶菌酶（lysozyme）在水相中的结构变化。
其中分为10步
1 结构处理
2 将输入文件上传到北鲲云超算平台
3 生成拓扑文件
4 定义单位盒子并填充溶剂
5 添加离子
6 体系能量最小化
7 NVT平衡
8 NPT平衡
9 动力学模拟成品模拟
10 北鲲云超算平台作业提交
每一步的详细解释大家可以点击查看 手把手教你用Gromacs完成溶菌酶在水中的动力学模拟。

长长的路

生物分子还是选择Gromacs，虽然Amber也很好。
因为Gromacs上手快，你遇到问题“中文互联网”有很多现成的讨论，比如你可以在sob老师的计算化学论坛找到答案。
如果之后你又要改用Amber也不成问题，MD模拟基础部分几个主流软件都大同小异，学起来很快。
Gromacs的教程可以在李继存老师的博客中找到中文版，你也可以加交流群。
最后Gromacs速度很快，前面也有答主给出了论文，举例来讲我10w原子，GPU加速（2080ti）一天可以跑130ns。

队长是我

单纯论速度，合理计算配置（用GPU跑）下，主流计算程序中无脑推荐GROMACS。
首先是开发理念上的问题。GROMACS一定程度上源于GROMOS开发者理念上的分歧，一部分信仰更好的力场，一部分信仰更快的速度，后者使得GROMACS脱胎于GROMOS而成为一个单独的动力学程序。所以在开发理念上，GROMACS的理念是速度第一，功能第二（甚至不惜牺牲功能），这也就是为什么早期版本的GROMACS功能可能比新版本的更多，但新版本的速度会比老版本的更快（比如2019版比2018版显著提升了GPU加速性能并提升了对OpenCL的支持，但彻底放弃了QM/MM接口并去掉了隐式溶剂模型）。相关测试结果见图1和图2。



图1. Gromacs 4.5.3 float和其他同时代软件速度的对比



图2. 不同版本GROMACS在不同GPU上的速度

BTW，尽管图2中以Tesla V100作为高端GPU的参照，但实际上其性价比未必是最高的（不差钱的请跳过这一段）。Tesla系列专用于科学计算，双精度性能远高于GeForce系列，但单精度性能几乎相当；在大多数情况下，单精度浮点通常已经可以满足动力学的精度需求，但与此同时，Tesla系列的价格却远高于同级的GeForce产品。附一份比较古老的测试结果，可以看到在此测试结果下，论性价比会比较推荐2080/2080Ti，及多卡并行的情况，V100对动力学性价比不高；而对CPU，只要不是太烂，差别不大。



图3. 不同GPU的性能和价格对比



图4. 不同GPU下GROMACS 2018计算速度/性价比对比

参考文献：
(PDF) Large biomolecular simulation on HPC platforms II. DL POLY, Gromacs, LAMMPS and NAMD(PDF) More Bang for Your Buck: Improved use of GPU Nodes for GROMACS 2018More bang for your buck: Improved use of GPU nodes for GROMACS 2018

继续前进

我想namd和gromacs，openmm这些都是可以在答案里的，但我不觉得这些软件之间有本质的区别。重要的是运行这些软件的平台或者算力的强弱。即使第一个软件代码优化的好，速度快，表现稍微好于第二个，但只要你有足够的算力，足够的cpu gpu个数，实际应用中速度也可成倍增加。