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GROMACS GPU 版安装指南(Linux 系统)

适用范围
本教程以 Ubuntu 20.04 / 22.04 + CUDA 12 为例,介绍在 GPU 服务器上从源码编译最新稳定版 GROMACS(默认 2025.1 版)的方法。请根据硬件与系统版本灵活调整命令。
截至 2025-07-02,GROMACS 最新稳定版为 2025.1.


1 前置检查

  1. 确认显卡与驱动是否就绪

nvidia-smi
输出应能正确识别 GPU 型号与驱动版本。

  1. 核对操作系统依赖
# 更新系统索引
sudo apt update
# 核心工具链与常用库
sudo apt install build-essential gcc g++ cmake git \
     make ninja-build pkg-config \
     libopenmpi-dev mpi-default-bin \
     zlib1g-dev libbz2-dev liblzma-dev libxml2-dev \
     libboost-all-dev

CMake 版本要求
GROMACS 2025 需要 CMake ≥ 3.28 (Ubuntu 22.04 自带 3.25,可通过 snap install cmake --classic 或源码安装升级)。


2 安装 CUDA Toolkit

  1. 前往 NVIDIA CUDA Toolkit Archive 下载与你显卡兼容的 Runfile.deb (local) 安装包,本文示例版本为 CUDA 12.3
  2. 按官方步骤完成安装后,编辑用户环境变量:
nano ~/.bashrc

在文件末尾追加(请按实际 CUDA 版本修改路径):

# >>> CUDA >>>
export PATH=/usr/local/cuda-12.3/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-12.3/lib64:$LD_LIBRARY_PATH
# <<< CUDA <<<
  1. 使配置立即生效并验证:
source ~/.bashrc
nvcc -V          # 查看 nvcc 版本


3 获取并编译 GROMACS(GPU 支持)

建议:在 $HOME/app/opt 这类统一目录下管理源码与安装文件夹,便于升级和维护。

# 1. 下载源码
wget https://ftp.gromacs.org/gromacs/gromacs-2025.1.tar.gz
tar -xf gromacs-2025.1.tar.gz
cd gromacs-2025.1

# 2. 创建构建目录
mkdir build && cd build

# 3. 配置 CMake
cmake .. \
  -DGMX_BUILD_OWN_FFTW=ON \       # 自动编译 FFTW3
  -DGMX_GPU=CUDA \                # 启用 CUDA 加速
  -DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=/usr/local/cuda-12.3 \
  -DGMX_CUDA_TARGET_SM=90 \       # 根据显卡架构修改 (A100/H100=80/90,RTX40=89/90)
  -DREGRESSIONTEST_DOWNLOAD=ON \  # 同步官方回归测试
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/app/gromacs-2025.1

# 4. 编译与测试(-j 后接 CPU 线程数)
make -j$(nproc) &&
make check

# 5. 安装
sudo make install

4 配置环境变量

安装完成后,将可执行文件加入 PATH,并启用补全脚本:

echo 'source $HOME/app/gromacs-2025.1/bin/GMXRC' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

5 验证安装

gmx --version

期望输出包含:

GROMACS version:    2025.1
CUDA support:       enabled (GPU vendor NVIDIA)

6 常见问题与提示

现象 可能原因 处理办法
nvcc fatal: Unsupported gpu architecture 'compute_XX' -DGMX_CUDA_TARGET_SM 与显卡架构不匹配 参考 nvidia-smi, 将 SM_xx 改为实际 GPU 代号(如 86, 89, 90)
编译报 “CMake >= 3.28 required” CMake 版本过旧 snap install cmake --classic 或源码升级
运行报 “Incompatible CUDA driver” 驱动 < CUDA Toolkit 所需最低版本 更新 NVIDIA 驱动或降级 CUDA

7 升级与卸载

  • 升级:在新版本发布后(例如 2025.2)重复第 3 步骤编译安装,并更新 GMXRC 路径即可。
  • 卸载:删除安装目录并移除 ~/.bashrc 中对应行。

图片占位说明
上文所有 <!-- TODO: ... --> 注释处请替换为实际截图路径,例如:
/wikis/assets/nvidia-smi.png
/wikis/assets/nvcc-version.png
方便 MkDocs 在构建静态站点时正确引用。


作者:课题组维护团队
最后更新:2025-07-02