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NAMD_Benchmark 分子动力学性能基准数据集
NAMD 全称为 Nanoscale Atomistic Molecular Dynamics,即「纳米尺度原子级分子动力学模拟程序」。
NAMD Benchmark 数据集是一组专为高性能计算(HPC)环境设计的性能基准输入与配置文件集合,用于评估分子动力学模拟软件 NAMD 在不同硬件平台、并行模式(MPI 、 GPU 、 Charm++)以及编译优化设置下的运行性能。
与科学实验数据或模拟结果不同,本数据集包含的是标准化的输入与配置包(benchmark input/configuration packages),用于衡量系统的计算性能(速度、扩展性与效率),而非用于科学分析的模拟输出。
该基准由 NAMD 官方团队——伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的 Theoretical and Computational Biophysics Group(理论与计算生物物理学组)与 Parallel Programming Laboratory(并行程序设计实验室)共同维护。
相关论文成果为「Scalable molecular dynamics with NAMD」,由 Phillips 等人于 2005 年发布。该数据集版本为「NAMD 3.0 beta 6 GPU-resident benchmarking results」。
数据集结构
该数据集的通常包含:
- .namd 主输入文件(控制模拟参数)
- .psf 、.pdb 结构文件(体系拓扑与坐标)
- .prm / .top 力场参数文件(CHARMM 格式)
- 运行脚本与 README
数据集内容
该数据集包含多个具有代表性的分子体系,用于在不同规模与并行模式下进行性能测试。
- APOA1
- 体系:APOA1 蛋白质 + 溶剂体系
- 原子数:约 92,000
- 特点:中等规模基准体系,常用于 CPU 与 GPU 混合模式测试。
- STMV
- 体系:卫星烟草花叶病毒(Satellite Tobacco Mosaic Virus)
- 原子数:约 1,066,628
- 特点:NAMD 最常用的性能标准体系,用于大规模并行性能测试。
- STMV_21M / STMV_224M
- 体系:STMV 的扩展复制版本
- 原子数:约 2,100 万 / 2.24 亿
- 特点:用于测试超大规模并行计算的可扩展性。
- F1-ATPase
- 体系:F1-ATPase 酶动力学模拟体系
- 特点:复杂蛋白体系,用于评估能量计算与约束算法效率。
使用说明
- 这些 benchmark 文件用于性能测试与验证,并不包含科学分析结果。
- 可在单节点(CPU / GPU)或多节点(MPI)环境下运行,用于比较不同硬件或版本的效率。
- 用户可通过修改输入参数测试不同步长、截断半径或 PME 设置对性能的影响。
- 官方页面提供的日志结果可作为对照标准,用于验证系统配置正确性。