Modelagem molecular em GPUs 📖 Wikipedia

Modelagem molecular em GPU é a técnica de usar uma unidade de processamento gráfico (GPU) para simulações moleculares.^[1]

Em 2007, a Nvidia introduziu placas de vídeo que podiam ser usadas não apenas para exibir gráficos, mas também para cálculos científicos. Essas placas incluem muitas unidades aritméticas (em 2022, até 18.176 na RTX 6000 Ada) trabalhando em paralelo. Muito antes desse evento, o poder computacional das placas de vídeo era usado puramente para acelerar cálculos gráficos. Os novos recursos dessas placas possibilitaram o desenvolvimento de programas paralelos em uma interface de programação de aplicações (API) de alto nível chamada CUDA. Essa tecnologia simplificou substancialmente a programação ao permitir que os programas fossem escritos em C/C++. Mais recentemente, o OpenCL permite aceleração por GPU multiplataforma.

Cálculos de química quântica^{[2][3][4][5][6][7]} e simulações de mecânica molecular^[8][9][10] (modelagem molecular em termos de mecânica clássica) estão entre as aplicações benéficas dessa tecnologia. As placas de vídeo podem acelerar os cálculos dezenas de vezes, de modo que um PC com tal placa tem potência semelhante à de um cluster de estações de trabalho baseadas em processadores comuns.

• Abalone – Dinâmica Molecular (Benchmark)
• ACEMD em GPUs desde 2009 Benchmark
• AMBER em GPUs versão
• Ascalaph versão em GPUs – Ascalaph Liquid GPU
• AutoDock – Dockagem molecular
• BigDFT – Programa ab initio baseado em wavelet
• BrianQC – Química quântica (HF e DFT) e mecânica molecular
• Blaze – Triagem virtual baseada em ligantes
• CHARMM – Dinâmica molecular [1]
• CP2K – Dinâmica molecular ab initio
• Desmond em GPUs, estações de trabalho e clusters
• EXESS – Química quântica e dinâmica molecular ab initio
• Firefly (anteriormente PC GAMESS)
• FastROCS
• GOMC – Mecanismo de simulação Monte Carlo otimizado para GPU
• GPIUTMD – Processadores gráficos para dinâmica de muitas partículas
• GPU4PySCF – Pacote plugin acelerado por GPU para PySCF
• GPUMD – Um código de dinâmica molecular de uso geral e leve
• GROMACS em GPUs ^[11]
• HALMD – Pacote de DM altamente acelerado para grandes escalas
• HOOMD-blue Arquivado em 2011-11-11 no Wayback Machine – Highly Optimized Object-oriented Many-particle Dynamics—Blue Edition
• LAMMPS versão em GPUs – lammps for accelerators
• LIO – Código otimizado para GPU baseado em DFT - [2]
• Octopus – possui suporte para OpenCL.
• oxDNA – Simulações de coarse-grained de DNA e RNA em GPUs
• PWmat – Simulações de DFT com ondas planas
• RUMD – Roskilde University Molecular Dynamics^[12]
• TeraChem – Química quântica e dinâmica molecular ab initio
• TINKER em GPUs.^[13]
• VMD & NAMD em GPUs versões
• YASARA executa simulações de DM em todas as GPUs usando OpenCL.

• BrianQC – possui uma API aberta de nível C para simulações de química quântica em GPUs, fornece versão acelerada por GPU de Q-Chem e PSI
• OpenMM – uma API para acelerar dinâmica molecular em GPUs, v1.0 fornece versão acelerada por GPU do GROMACS
• mdcore – uma biblioteca open-source independente de plataforma para simulações de dinâmica molecular em arquiteturas paralelas modernas de memória compartilhada.

• GPUGRID – infraestrutura de supercomputação distribuída
• Folding@home – projeto de computação distribuída
• Exscalate4Cov – experimento de triagem virtual em larga escala

• Mais links para química clássica e quântica em GPUs