ACEMD——基于GPU的生物-分子动力学软件 ACEMD——基于GPU的生物-分子动力学软件 日期:2014-12-02 标签: 阅读: 简介:ACEMD是一款功能强大的生物分子动力学模拟软件包,是已知最快的生物分子动力学模拟软件。

       ACEMD是一款功能强大的生物分子动力学模拟软件包,该软件对NVIDIA GPU作了专门的优化。在单工作站上,ACEMD已经达到现有分子动力学模拟引擎的效能上限,是已知最快的生物分子动力学模拟软件。ACEMD支持CHARMMAMBEROPLSMartini力场计算。

 

       ACEMD具有功能强大的脚本和扩展接口,允许复制交换方法的多主机执行方式。ACEMD主要用于模拟蛋白质、低聚糖、核酸、合成聚合物的动力学过程模拟。

 

ACEMD的主要功能及显著特点

 

支持“云计算”:

 

    突破传统的分子动力学模拟局限,通过AceCloud接口,支持“云计算”方式运行ACEMDAceCloud现已在亚马逊网站服务器(Amazon Web Services, AWS)实现对GPU分子动力学软件的支持

 

兼容性:

 

ACEMD可在各类分布式64Linux系统

 

技术特色:

 

 

计算性能:

 

         ACEMD是已知世界上单节点最快速的分子动力学(MD)模拟程序,可完成相当于100CPU计算量的大规模模拟计算。

 

扩展性:

        ACEMD提供了支持后动态学(metadynamics), 诱导式分子动力学(steered MD)伞状采样(umbrella sampling), 副本交换(replica exchange)等功能的插件,通过插件接口,ACEMD的功能具有很好的扩展性。用户可根据软件的插件库选择必要的扩展功能支持。

 

DHFR的计算性能对比

acemd图.png

 

图表中FermiKepler 分别表示GTX580/680 GPU Tesla M2090. 不考虑Ecc .基于2400GPU CUDA4.2 ACEMD.编程环境

计算条件:二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase, DHFR)水溶液,23558个原子构成,选用周期性边界条件,截断条件为9A, PME长程静电作用大小为64×64×64,计算中考虑H原子大规模重组,刚性H,郎之万恒温(Langevin thermostat),时间步长4fs.

其余软件的计算步长:NAMDAMBER时间步长为2fs, DESMOND时间步长为2.5fs, GROMACS时间步长是2.5fs. AMBER的截断条件是8A.

 

DHFR-GPU的计算性能对比

2_副本.jpg

计算参数同上.

 

可靠性:


       ACEMD承担了世界上最大的分布式计算课题(GPUGRID.net)的分子动力学计算引擎,完成了每天数以千计的MD模拟计算。