Molekulare Modellierung auf GPUs - Molecular modeling on GPUs
Molekulare Modellierung auf GPU ist die Technik der Verwendung einer Grafikverarbeitungseinheit (GPU) für molekulare Simulationen .
Im Jahr 2007 führte NVIDIA Grafikkarten ein, die nicht nur zum Anzeigen von Grafiken, sondern auch für wissenschaftliche Berechnungen verwendet werden konnten. Diese Karten beinhalten viele parallel arbeitende Recheneinheiten (ab 2016 bis zu 3.584 im Tesla P100). Lange vor diesem Ereignis wurde die Rechenleistung von Grafikkarten ausschließlich zur Beschleunigung von Grafikberechnungen genutzt. Neu war, dass NVIDIA die Entwicklung paralleler Programme in einer High-Level Application Programming Interface (API) namens CUDA ermöglicht hat . Diese Technologie vereinfachte die Programmierung erheblich, indem sie es ermöglichte, Programme in C / C++ zu schreiben . In jüngerer Zeit ermöglicht OpenCL eine plattformübergreifende GPU-Beschleunigung.
Quantenchemische Berechnungen und molekularmechanische Simulationen ( Molecular Modeling im Sinne der klassischen Mechanik ) zählen zu den nützlichen Anwendungen dieser Technologie. Die Grafikkarten können die Berechnungen um ein Vielfaches beschleunigen, sodass ein PC mit einer solchen Karte eine ähnliche Leistung wie ein Cluster von Workstations auf Basis gängiger Prozessoren hat.
GPU-beschleunigte Molekularmodellierungssoftware
Programme
- Abalone – Molekulardynamik ( Benchmark )
- ACEMD auf GPUs seit 2009 Benchmark
- AMBER auf GPUs- Version
- Ascalaph auf GPUs-Version – Ascalaph Liquid GPU
- AutoDock – Molekulares Andocken
- BigDFT Ab- Initio- Programm basierend auf Wavelet
- BrianQC Quantenchemie ( HF und DFT ) und Molekularmechanik
- Blaze- Liganden-basiertes virtuelles Screening
- CP2K Ab-initio-Moleküldynamik
- Desmond (Software) auf GPUs, Workstations und Clustern
- Firefly (ehemals PC GAMESS)
- FastROCS
- GOMC – GPU-optimierte Monte-Carlo-Simulations-Engine
- GPIUTMD – Grafische Prozessoren für Vielteilchendynamik
- GROMACS auf GPUs
- HALMD – Highly Accelerated Large-Scale MD Package
- HOOMD-blue – Hochoptimierte objektorientierte Vielteilchendynamik – Blue Edition
- LAMMPS on GPUs Version – Lampen für Beschleuniger
- LIO DFT-basierter GPU-optimierter Code - [1]
- Octopus unterstützt OpenCL.
- oxDNA – grobkörnige DNA- und RNA-Simulationen auf GPUs
- PWmat – Plane-Wave Density Functional Theory Simulationen
- TeraChem – Quantenchemie und Ab-initio- Molekulardynamik
- TINKER auf GPUs.
- VMD & NAMD auf GPU- Versionen
- YASARA führt MD-Simulationen auf allen GPUs mit OpenCL aus .
API
- BrianQC – verfügt über eine offene C-Level-API für Quantenchemie-Simulationen auf GPUs, bietet eine GPU-beschleunigte Version von Q-Chem und PSI
- OpenMM – eine API zur Beschleunigung der Molekulardynamik auf GPUs, v1.0 bietet eine GPU-beschleunigte Version von GROMACS
- mdcore – eine plattformunabhängige Open-Source -Bibliothek für Molekulardynamiksimulationen auf modernen Parallelarchitekturen mit gemeinsam genutztem Speicher .
Verteilte Computerprojekte
- GPUGRID verteilte Supercomputing-Infrastruktur
- Folding@home Distributed Computing-Projekt