GROMACS

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GROMACS(グローマックス、Groningen Machine for Chemical Simulations、グローニンゲン・マシン・フォー・ケミカル・シミュレーションズ)は、フローニンゲン大学で開発された分子動力学シミュレーションのソフトウェアパッケージである。現在は世界中の開発者により維持管理されている[3][4][5]。分子動力学シミュレーション分野の中で高速かつ利用者の多いソフトウェアパッケージの一つであり[6][7]CPUおよびGPU上で動作する[8]自由/オープンソースソフトウェアであり、GNU General Public LicenseGNU Lesser General Public License(バージョン4.6から)の下で公開されている。

最新版
2025.2 / 2025年5月12日 (10か月前) (2025-05-12)[1]
プログラミング
言語
CC++アセンブリCUDAOpenCL
概要 最新版, リポジトリ ...
GROMACS
最新版
2025.2 / 2025年5月12日 (10か月前) (2025-05-12)[1]
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プログラミング
言語
CC++アセンブリCUDAOpenCL
対応OS SolarisLinuxmacOSWindows上のCygwin、その他Unix系
種別 分子動力学法(シミュレーション)
ライセンス GNU General Public License[2] for version < 4.6 and GNU Lesser General Public License for version >= 4.6
公式サイト www.gromacs.org
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歴史

GROMACSプロジェクトは1991年にオランダフローニンゲン大学生物物理化学科で始まった(1991年-2000年)。GROMACSは並列計算を前提として設計・プログラミングされている。プログラムの大部分はC言語で記述されており、同じグループが以前に開発したGROMOSFORTRAN 77ベース)を参考としている。バージョン4.6時点では、SSEAVXHPC-ACEなどの拡張命令を用いたアセンブリ言語で一部実装されており、高速な計算が可能となっている。

2001年からは、スウェーデン王立工科大学ウプサラ大学のGROMACS開発チームによって開発されている。

機能

計算アルゴリズムの工夫と各種プロセッサに特化したチューニングの両方により高度に高速化されており、CPUを使用した計算において標準的な分子動力学シミュレーションパッケージよりも3〜10倍程度高速に動作する[9]。操作はコマンドラインから行われ、ユーザは入出力ファイルを介してGROMACSとやりとりを行う。GROMACSは計算の進行度合いの表示機能、トラクジェクトリ表示機能、トラクジェクトリ解析のための豊富なライブラリなどを備える[2]。また、複数の力場(GROMACS、GROMOSOPLS-AA、AMBERCHARMM)をサポートすることにより[10]、高い柔軟性を確保している。並列計算方式としてMPI並列およびスレッド並列に対応している。

シミュレーション

  • 分子動力学計算(ニュートン運動方程式、ランジュバン動力学
  • エネルギー最小化計算(共役勾配法、最急降下法)
  • 基準振動解析
  • 相関関数

アンサンブル

  • Weak Coupling法(温度・圧力制御)
  • Nose-Hoover法(温度制御)
  • Parrinello-Rahman法(圧力制御)
  • Martyna-Tobias-Tuckerman-Klein法(温度・圧力制御)

長距離相互作用の取り扱い

  • カットオフ法(Group based、twin-range、スイッチング関数、シフト関数)
  • PME法 (particle mesh Ewald)
  • PPPM法 (particle-particle particle mesh Ewald)
  • Reaction Field法
  • ユーザ定義テーブル関数

自由エネルギー計算

脚注

参考文献

外部リンク

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