MD模擬的軟件
根據(jù)其來源,MD模擬軟件可以分為商業(yè)軟件和開源軟件兩大類型。一般來 說,商業(yè)軟件具有更好的圖形界面,使用更加方便;相反,開源軟件的圖形界面 可能較差,使用不夠方便。但是,商業(yè)軟件一般不提供源代碼,用戶不能修改或 改進(jìn)程序;而開源軟件提供源代碼,用戶可以自行改進(jìn)程序,甚至進(jìn)行二次開 發(fā)。因此,以MD模擬作為實(shí)驗(yàn)研究輔助手段的用戶,可以選購合適的商業(yè)軟 件,以提高工作效率。但是,科研經(jīng)費(fèi)不十分充裕的用戶,完全可以選擇開源軟 件開展工作;或者,在開展MD模擬的起始階段選擇開源軟件進(jìn)行工作,待積 累足夠的工作經(jīng)驗(yàn)和研究成果后,再選購合適的商業(yè)軟件。這樣,可以節(jié)省科研 經(jīng)費(fèi),減少浪費(fèi)。
衡量MD模擬軟件的第二個(gè)要素指標(biāo)是程序運(yùn)行的操作系統(tǒng)。運(yùn)行于Win- dows操作系統(tǒng)的MD模擬軟件,一般具有優(yōu)秀的圖形界面,使用方便,特別適 合初學(xué)者和偶然使用者使用。相反,運(yùn)行于Linux操作系統(tǒng)的MD模擬軟件, 有時(shí)沒有圖形界面或圖形界面較差,使用不夠方便,尤其是對初學(xué)者和偶然使用 者。但是,在Linux操作系統(tǒng)下用戶不需要在計(jì)算機(jī)的本地使用系統(tǒng),可以通過 互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng),十分方便。在Windows操作系統(tǒng)下,用戶雖可以 通過遠(yuǎn)程桌面登錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng),但終究沒有使用Linux操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端方 便。此外,Linux操作系統(tǒng)是多用戶系統(tǒng),當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí), 相互間沒有任何干擾,有利于系統(tǒng)管理。事實(shí)上,大多數(shù)MD模擬軟件具備不 同版本,可以分別運(yùn)行于不同的操作系統(tǒng)。
衡量MD模擬軟件的第三個(gè)要素指標(biāo)是軟件的應(yīng)用領(lǐng)域。許多MD模擬軟 件,如生物化學(xué)中常用的AMBER程序和CHARMM程序等,專門為某一應(yīng)用 領(lǐng)域開發(fā),功能強(qiáng)大,使用方便。但是,當(dāng)將這些程序應(yīng)用于其他領(lǐng)域時(shí),常顯 得不夠靈活,難以適應(yīng)用戶的需要。與專用MD模擬程序主要適用于某些領(lǐng)域 的模擬對象不同,通用MD模擬程序不是針對某些應(yīng)用領(lǐng)域的模擬對象而專門 開發(fā),可以方便地應(yīng)用于各種模擬對象的模擬。通用MD模擬程序一般具有更 多、更靈活的勢函數(shù)形式,可以自行設(shè)置各種勢函數(shù)參數(shù)等,適用性更強(qiáng)。但 是,在使用通用MD模擬程序時(shí),用戶通常需要輸入幾乎所有勢函數(shù)參數(shù)及其 他模擬參數(shù),沒有專用程序方便。
以上是有關(guān)MD模擬程序的要素指標(biāo),下面介紹MD模擬程序的效率指標(biāo)。
并行計(jì)算及其加速比是與MD模擬效率關(guān)系最大的指標(biāo)。目前,幾乎所有 的MD模擬程序都可以并行運(yùn)行,但也有少數(shù)MD模擬程序仍發(fā)布串行版程序。 特別是一些商業(yè)MD程序,常發(fā)行免費(fèi)的串行版程序供用戶試用。用戶必須注 意,如果在開始階段試用了免費(fèi)的串行版商業(yè)MD程序,但串行版MD程序又 不能滿足實(shí)際模擬需要,同時(shí)又沒有充足的經(jīng)費(fèi)購置并行版的MD程序,那么 這時(shí),不得不切換到其他MD程序,浪費(fèi)很多時(shí)間。
MD模擬算法可擴(kuò)展性良好,非常容易并行運(yùn)行。大多數(shù)MD模擬程序具有 很高的并行加速比,有的程序,即使在上千個(gè)CPU上并行運(yùn)行,也具有相當(dāng)高 的并行效率。
目前,常用的 MD模擬程序包括 AMBER, CHARMM, GROMACS, NAMD, TINKER, DL_POLY, Materials Studio 等。
