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GROMACS / MD

作用

GROMACS / MD 页面用于提交 CUDA 加速的分子动力学任务,并把输入参数、命令流、运行日志、轨迹结构和论文常见分析图统一登记到 WA-DD 任务资产中。当前入口支持能量最小化、NVT、NPT、生产 MD、aMD、Metadynamics、Umbrella、结合稳定性分析、隐式口袋发现、轨迹后处理和自定义命令流。

快速教程:短 MD 结果渲染闭环

下面示例在 server6 的 Example 项目中完成,任务 ID 为 677e3a02,输出资产为 ba4fc848。这个短流程用于验证页面交互、worker 执行、输出登记和结果渲染;它会生成代表结构和常见曲线,不能替代正式科研生产 MD。

输入资产和协议参数

  1. 打开 GROMACS / MD。
  2. 在“结构 / 系统资产”中勾选一个或多个输入资产。每个资产左侧都有勾选框,不需要使用系统多选快捷键。
  3. Protocol 选择 Custom commands。
  4. 取消 dry-run,表示这次由 worker 真正执行命令。
  5. GPU 使用方式 选择自动或指定单卡;指定单卡时在 GPU ID 填 0、1 或 0,1。

高级 JSON 参数

高级编辑区支持三类 JSON:

  • .mdp 文件 JSON:键是文件名,值是完整 .mdp 文本。可覆盖表单生成的积分器、步数、输出频率、温压耦合等设置。
  • 命令流 JSON:非 dry-run 时逐条执行。每项可以是字符串,也可以是 { "name": "...", "command": "..." }。
  • 额外文本文件 JSON:写入 custom/ 下的辅助文件,例如 PLUMED、index 说明、选择脚本或配置文本。

可以点击“示例:短流程+曲线”自动填入命令流。输入格式错误时,文本框下方会显示校验提示;格式正确时会显示 JSON 格式正确。

任务完成和输出文件

提交后任务卡会按“进入队列 / 执行中 / 完成”显示事件。完成后点击当前任务卡里的“查看 MD 输出”,结果会在这个任务卡下方直接展开,而不是跳到页面最底部。

本次验证任务输出了 29 个文件,包括 gromacs_plan.json、gromacs_results.json、gromacs_summary.csv、gromacs_system_preview.json、代表结构帧和 .xvg/.csv 分析曲线。

3D 轨迹和常见曲线

结果页按论文阅读顺序组织:

  • 3D 轨迹播放器:加载 .pdb/.gro/.cif 代表结构,可旋转、缩放、切换帧和播放多帧结构。
  • 论文常见曲线:自动识别并渲染 rmsd.xvg、rmsf.xvg、gyrate.xvg、energy.xvg、hbond.xvg 等文件。
  • 每张曲线都可以下载原始数据,也可以预览原文。

高级分析图

高级分析区会自动识别 PCA/FEL、SASA、口袋体积、配体距离、接触图、聚类图等输出。示例任务成功渲染了 pca.xvg、sasa.xvg、pocket_volume.csv 和 ligand_distance.xvg。

GPU 观测

server6 运行这次短命令流任务时,GROMACS worker 容器为 wa-dd-wa-dd-gromacs-worker-amd-1,镜像为 wa-dd-gromacs:amd_cu128_20260810。任务前后通过 nvidia-smi 采样到 GPU 0/1 可见,GPU 利用率保持 0%,显存保持基线约 496 MiB / 18 MiB。

原因是本教程任务主要用于验证页面和输出渲染,命令流只执行 gmx --version 并生成短曲线/代表结构,没有运行长时间 gmx mdrun -nb gpu -pme gpu -bonded gpu -update gpu。正式生产 MD 或较长 benchmark 任务应在 worker 日志和 GPU 采样中看到更明显的 CUDA 负载。

从配体 / 受体资产直接发起

  • 受体-only MD:选择蛋白准备或上传得到的 .pdb/.gro 资产即可。默认开启“自动从受体/蛋白资产搭建 GROMACS 体系”,会生成 topology、盒子、溶剂和离子步骤。
  • 已参数化复合物 MD:选择复合物结构和对应 .top/.itp/.prm 资产,系统会直接生成 grompp/mdrun 路径。
  • 未参数化配体:选择 .sdf/.mol2 配体资产时,默认开启“配体资产自动生成 GMX 拓扑包”。worker 会用 OpenBabel/ACPYPE 生成 .itp/.gro 并登记到同一个 MD 输出资产。
  • 轨迹后处理:选择 .xtc/.trr,最好同时选择对应 .tpr 和 .edr,页面会给出 RMSD/RMSF/能量等分析命令预览。

输出

  • 轨迹:.xtc、.trr
  • 能量:.edr
  • 分析:.xvg、.csv、.json、.xpm
  • 结构:.gro、.pdb、.cif
  • Checkpoint:.cpt
  • 参数:.mdp、.top、.itp、.ndx、.tpr
  • 日志:.log、.txt

.xvg、.csv、.json 和日志文件可以在页面中预览;.xvg/.csv 会渲染轻量曲线。有 .gro/.pdb/.cif 代表结构时,输出详情会直接显示 3D 结构预览。