手把手教你用linux安装Gromacs（2024 GPU-CUDA）

文章目录

• 1. Gromacs介绍
• 2. Gromacs安装
• • 一、基础软件
  • • 1. gcc下载安装
    • 2.g++下载安装
    • 3.python
    • 4.Cmake
  • 二、显卡驱动和CUDA安装
  • • 1.显卡驱动
    • 2. CUDA安装
• 3．Gromacs-2024 GPU-CUDA安装
• 可能遇到的问题
• • 1. 错误一
  • • 原因：
    • 解决方法：
  • 2.错误二
  • • 原因：
    • 解决方法：
  • 3. 错误三
  • 4.错误四
• 结束语

1. Gromacs介绍

GROMACS是一个复杂的分子动力学模拟软件，用于模拟生物大分子的物理运动。

2. Gromacs安装

实机操作：Ubuntu20.04系统(Ubuntu 20.04.4 LTS版本)
安装Gromacs-2024 GPU-CUDA加速版

一、基础软件

安装gromacs提前要有 gcc ， g++ ， python ， cmake ，Gromacs
检查方法

软件名 -version                                                                                
软件名  -V     

以下安装均须要管理员权限，本人一直在root身份运行，若需要 以下命令前可加上sudo

1. gcc下载安装

apt-get install gcc

2.g++下载安装

apt-get install g++

3.python

Ubuntu系统自带python3.8.10,没有的可以安装一下

apt install python

4.Cmake

apt-get install cmake

二、显卡驱动和CUDA安装

1.显卡驱动

Ubuntu20.04安装之后已经有显卡驱动，但版本较旧，需要更改。
在左下角显示应用程序中 选择 “软件与更新”

“附加驱动” 更改为合适的驱动版本，这里选择了510版本。

另可以 下载显卡驱动手动安装

参考:
https://blog.csdn.net/wf19930209/article/details/81877822

2. CUDA安装

首先查看驱动适用CUDA版本

nvidia-smi

去Nvidia官网下载cuda安装包：https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit-archive

本人选择deb安装方式

依次输入命令即可

配置环境变量
输入命令打开文件

vim ~/.bashrc

在文件最后输入以下语句

export PATH=/usr/local/cuda-11.6/binKaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: {PATH:+:{PATH}}

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-11.6/lib64KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …LIBRARY_PATH:+:{LD_LIBRARY_PATH}}

（以上路径以各自安装的CUDA版本和安装路径 自行修改）保存

输入以下命令，更新环境变量配置

 source ~/.bashrc 

至此CUDA安装完成，输入nvcc -V命令查看CUDA信息

3．Gromacs-2024 GPU-CUDA安装

打开gromacs官网，下载最新版gromacs-2024
https://manual.gromacs.org/documentation/
也可以像我一样通过命令下载

wget https://ftp.gromacs.org/gromacs/gromacs-2024.3.tar.gz

将tar.gz文件解压

tar xfz gromacs-2024.3.tar.gz

进入解压后的文件夹

cd gromacs-2024.3
mkdir build
cd build

在build目录下用cmake进行安装

cmake .. -DGMX_MPI=ON \
-DGMX_BUILD_OWN_FFTW=ON \
-DGMX_GPU=CUDA \
-DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=/usr/local/cuda \
-DCUDA_INCLUDE_DIRS=/usr/local/cuda/include \
-DCUDA_CUDART_LIBRARY=/usr/local/cuda/lib64 \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/mnt/data/zf/gromacs-2024.3

#（以实际CUDA tookit安装路径及版本为准）

make -j4 # 使用4个线程来编译，根据系统的 CPU 核心数调整这个参数以提高编译速度
make check
sudo make install
source /mnt/data/zf/gromacs-2024.3/bin/GMXRC

安装完成后输入

gmx -version

查看版本信息

若关闭后无法使用此命令 则可能是环境变量没有设置

设置环境变量

vim ~/.bashrc

在文件最后输入以下语句

source /mnt/data/zf/gromacs-2024.3/bin/GMXRC

（以上路径为 各自安装的Gromacs路径 自行修改）保存

输入以下命令，更新环境变量配置

 source ~/.bashrc

重启终端后就可以输入

gmx --version

查看版本信息

安装Gromacs-gpu-CUDA完成

本人比较过CPU与 GPU加速的运算速度

以Justin1 中 1AKI.pdb为例

NVT NPT 预平衡

仅使用CPU(I7-12700H)运算 ：2.10h 2.00h

使用GPU加速（NVIDIA-RTX-3060）运算 ：1min 1min

可能遇到的问题

1. 错误一

CMake Error at CMakeLists.txt:34 (cmake_minimum_required):
  CMake 3.18.4 or higher is required.  You are running version 3.16.3


-- Configuring incomplete, errors occurred!

原因：

CMAKE版本太低

解决方法：

1. 卸载旧版本CMake：

sudo apt remove cmake

2. 添加Kitware的APT仓库并安装最新版本：

sudo apt update
sudo apt install -y software-properties-common lsb-release wget
wget -O - https://apt.kitware.com/keys/kitware-archive-latest.asc | sudo apt-key add -
sudo apt-add-repository 'deb https://apt.kitware.com/ubuntu/ focal main'
sudo apt update
sudo apt install cmake

2.错误二

-- Looking for memalign
-- Looking for memalign - not found
-- MPI is not compatible with thread-MPI. Disabling thread-MPI.
-- Checking for module 'mpi-cxx'
--   No package 'mpi-cxx' found
-- Could NOT find MPI_CXX (missing: MPI_CXX_LIB_NAMES MPI_CXX_HEADER_DIR MPI_CXX_WORKS) 
-- Could NOT find MPI (missing: MPI_CXX_FOUND CXX) 
CMake Error at cmake/gmxManageMPI.cmake:87 (message):
  MPI support requested, but no suitable MPI compiler found.  Either set the
  MPI_CXX_COMPILER to the MPI compiler wrapper (often called mpicxx or
  mpic++), set CMAKE_CXX_COMPILER to a default-MPI-enabled compiler, or set
  the variables reported missing for MPI_CXX above.
Call Stack (most recent call first):
  CMakeLists.txt:550 (include)

原因：

目配置中启用了MPI（消息传递接口）支持，但CMake无法找到合适的MPI编译器。具体来说，MPI_CXX_COMPILER没有正确设置，系统找不到mpicxx或mpic++等MPI编译器。

解决方法：

sudo apt update
sudo apt install -y openmpi-bin openmpi-common libopenmpi-dev

3. 错误三

74% tests passed, 23 tests failed out of 89

Label Time Summary:
GTest              = 221.64 sec*proc (87 tests)
IntegrationTest    = 177.48 sec*proc (30 tests)
MpiTest            =   0.58 sec*proc (23 tests)
QuickGpuTest       =  53.97 sec*proc (20 tests)
SlowGpuTest        = 124.45 sec*proc (14 tests)
SlowTest           =  19.55 sec*proc (13 tests)
UnitTest           =  24.60 sec*proc (44 tests)

Total Test time (real) = 135.57 sec

The following tests FAILED:
          2 - GmxapiMpiTests (Failed)
          4 - GmxapiInternalsMpiTests (Failed)
         14 - TestUtilsMpiUnitTests (Failed)
         16 - UtilityMpiUnitTests (Failed)
         28 - DomDecMpiTests (Failed)
         35 - MdrunUtilityMpiUnitTests (Failed)
         66 - MdrunTestsOneRank (Failed)
         67 - MdrunTestsTwoRanks (Failed)
         69 - Minimize1RankTests (Failed)
         70 - Minimize2RankTests (Failed)
         73 - MdrunMpiTests (Failed)
         74 - MdrunMultiSimTests (Failed)
         75 - MdrunMultiSimReplexTests (Failed)
         76 - MdrunMultiSimReplexEquivalenceTests (Failed)
         77 - MdrunMpi1RankPmeTests (Failed)
         78 - MdrunMpi2RankPmeTests (Failed)
         79 - MdrunCoordinationBasicTests1Rank (Failed)
         80 - MdrunCoordinationBasicTests2Ranks (Failed)
         81 - MdrunCoordinationCouplingTests1Rank (Failed)
         82 - MdrunCoordinationCouplingTests2Ranks (Failed)
         83 - MdrunCoordinationConstraintsTests1Rank (Failed)
         84 - MdrunCoordinationConstraintsTests2Ranks (Failed)
         89 - MdrunVirtualSiteTests (Failed)

原因：MPI 执行失败的原因是由于你正在以 root 用户身份运行测试，mpiexec（MPI执行器）默认不允许以 root 身份运行，出于安全考虑这是 Open MPI 的默认行为。
解决方法：

1. 以非 root 用户运行

如果你是 root 用户，先创建或切换到普通用户
su - your_non_root_user

2. 允许 root 用户运行 MPI
   如果你确实需要以 root 用户身份运行（不推荐，但如果你无法使用非 root 用户），你可以通过以下方式绕过限制。

export OMPI_ALLOW_RUN_AS_ROOT=1 # 表示你想允许以 root 用户运行。
export OMPI_ALLOW_RUN_AS_ROOT_CONFIRM=1 # 确认你已经了解并愿意承担这样做的风险。

或者，在 mpiexec 命令中使用 --allow-run-as-root 选项：

mpiexec --allow-run-as-root ...

然后再make check 就可以了

4.错误四

root@ubuntu20:/mnt/data/zf/gromacs-2024.3# source /mnt/data/zf/gromacs-2024.3/bin/GMXRCroot@ubuntu20:/mnt/data/zf/gromacs-2024.3# gmx --version

Command 'gmx' not found, but can be installed with:

apt install gromacs

原因：没有gmx可执行文件
解决方法：
1.先用命令echo $PATH查看环境变量中是否存在gromacs的正确路径

2. 检查gromacs的bin目录是否有gmx

3.没有gmx但是有gmx_mpi,这意味着 GROMACS 已经正确安装并可以使用。gmx 可能是一个符号链接或别名，而不是一个单独的可执行文件。
如果你希望使用 gmx 而不是 gmx_mpi，可以创建一个符号链接。运行以下命令：

ln -s /mnt/data/zf/gromacs-2024.3/bin/gmx_mpi /mnt/data/zf/gromacs-2024.3/bin/gmx

或者你忽略上面的链接步骤直接用 gmx_mpi --version命令

结束语

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