โปรแกรมจำลองอะตอม/โมเลกุลขนาดใหญ่แบบขนานมหาศาล
ผู้เขียนต้นฉบับ	สตีฟ พลิมป์ตัน, เอดัน ทอมป์สัน, สแตน มัวร์, แอ็กเซล โคลไมเยอร์, ​​ริชาร์ด เบอร์เกอร์
นักพัฒนา	ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียมหาวิทยาลัยเทมเปิล
ปล่อย	พ.ศ. 2538 ( 1995 )
เวอร์ชันเสถียร	2025-07-22 [ 1 ] 22 กรกฎาคม 2568 ( 22 กรกฎาคม 2568 )
เขียนเป็น	ซี++
ระบบปฏิบัติการ	รองรับหลายแพลตฟอร์ม : Linux , macOS , Windows , FreeBSD , Solaris
แพลตฟอร์ม	x86 , x86-64 , ARM , POWER9
ขนาด	534 MB
มีจำหน่ายใน	ภาษาอังกฤษ
พิมพ์	พลศาสตร์โมเลกุล
ใบอนุญาต	ใบอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNU
เว็บไซต์	www.lammps.org​​
ที่เก็บข้อมูล	github.com/lammps/lammps​​​

LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) เป็น โปรแกรม จำลองพลศาสตร์โมเลกุลที่พัฒนาโดยSandia National Laboratories [ ^{2 ] โปรแกรม}นี้ใช้Message Passing Interface (MPI) สำหรับการสื่อสารแบบขนาน ทำให้สามารถจำลองได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง LAMMPS เป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สฟรีที่เผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของGNU General Public License [ ^{2 ] สามารถ}ใช้งานได้บนแพลตฟอร์ม Linux, Windows และ macOS

LAMMPS ได้รับการพัฒนาในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ภายใต้ข้อตกลงความร่วมมือด้านการวิจัยและพัฒนาระหว่างห้องปฏิบัติการสองแห่งจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา ( ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียและห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ) และบริษัทสามแห่ง ( เครย์ดูปองท์และบริสตอล-ไมเออร์ส สควิบบ์ ) ^{[ 3 ]}เป้าหมายคือการสร้างโค้ดพลศาสตร์โมเลกุลแบบขนานที่สามารถทำงานบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่สำหรับการสร้างแบบจำลองวัสดุและชีวโมเลกุล^{[ 4 ]}เดิมทีเขียนด้วยภาษา Fortranแต่ต่อมา LAMMPS ได้รับการเขียนใหม่ด้วยภาษาC++เพื่อให้มีความยืดหยุ่นและง่ายต่อการเพิ่มคุณสมบัติใหม่ๆ

LAMMPS เป็นโปรแกรมจำลองพลศาสตร์โมเลกุลที่มีความยืดหยุ่นและปรับขนาดได้สูง รองรับทั้งการประมวลผลแบบโปรเซสเซอร์เดี่ยวและการประมวลผลแบบขนานผ่าน MPI และ OpenMP นอกจากนี้ยังรองรับการเร่งความเร็ว GPU ด้วย LAMMPS สามารถทำงานได้จากสคริปต์อินพุต รวมถึงอินเทอร์เฟซกราฟิกGUI [ ^{5 ] การ}ออกแบบ C++ แบบโมดูลาร์และโอเพนซอร์สทำให้ง่ายต่อการขยายหรือผสานรวมกับโค้ดหรือภาษาอื่นๆ เช่น Python ผู้ใช้สามารถกำหนดตัวแปร ใช้ลูป และเรียกใช้การจำลองหลายรายการพร้อมกันจากสคริปต์เดียว^{[ 6 ]}

LAMMPS รองรับอนุภาคและแบบจำลองหลากหลายประเภท ตั้งแต่อะตอมอย่างง่ายไปจนถึงระบบที่ซับซ้อน เช่น โมเลกุล โลหะ และวัสดุเม็ดเล็ก นอกจากนี้ยังรองรับรูปร่างที่มีขนาดจำกัด เช่น อนุภาคทรงกลมและทรงรี อนุภาคไดโพลจุด และสปินแม่เหล็ก^{[ 7 ]}และยังเปิดโอกาสให้ใช้การผสมผสานแบบไฮบริดของอนุภาคและแบบจำลองเหล่านี้ได้อีกด้วย^{[ 6 ]}

LAMMPS รองรับศักยภาพที่หลากหลาย รวมถึงศักยภาพแบบคู่ (เช่น Lennard-Jones, Coulombic), ศักยภาพแบบหลายอนุภาค (เช่น EAM, REBO , ReaxFF ^{[ 8 ]} ), การเรียนรู้ของเครื่อง (เช่น ACE, GAP) และแบบจำลองเฉพาะทาง (เช่น น้ำ TIP4P) นอกจากนี้ยังรองรับศักยภาพแบบไฮบริดและแบบซ้อนทับ ทำให้สามารถรวมศักยภาพหลายประเภทเข้าด้วยกันในการจำลองเดียวได้

LAMMPS รองรับทั้งระบบ 2 มิติและ 3 มิติด้วยโดเมนการจำลองแบบตั้งฉากหรือไม่ตั้งฉาก (ไตรคลินิก) ประกอบด้วยตัวเลือกเทอร์โมสแตทและบารอสแตทหลายแบบ เช่น Nose/Hoover, Berendsen และ Parrinello/Rahman ข้อจำกัดของวัตถุแข็งเกร็งที่แตกต่างกันและอัลกอริทึมขั้นสูง เช่น SHAKE และ RATTLE สามารถรวมเข้ากับแรงฮาร์มอนิกเพิ่มเติมได้ นอกจากนี้ LAMMPS ยังรองรับการเคลื่อนที่แบบมอนเตคาร์โล การแทรกและการลบอะตอมและโมเลกุล พลศาสตร์โมเลกุลที่ไม่สมดุล (NEMD) และเงื่อนไขขอบเขตที่หลากหลาย (เช่น แบบคาบ แบบหดตัว) และผนัง (แบบคงที่และแบบเคลื่อนที่) ^{[ 3 ]}

LAMMPS สามารถใช้อินทิเกรเตอร์ได้หลายแบบ รวมถึงอินทิเกรเตอร์ความเร็ว-เวอร์เล็ต พลศาสตร์บราวน์ และอินทิเกรเตอร์วัตถุแข็งเกร็ง นอกจากนี้ยังรองรับเทคนิคการลดพลังงาน เช่น การไล่ระดับแบบคอนจูเกต การลงแบบชันที่สุด และพลศาสตร์แบบหน่วง (FIRE, Quickmin) รวมถึงการก้าวเวลาแบบลำดับชั้นของ rRESPA และขั้นตอนเวลาคงที่หรือแบบปรับได้ ยิ่งไปกว่านั้น คำสั่ง rerun ยังช่วยให้สามารถประมวลผลไฟล์ดัมพ์ภายหลังได้^{[ 6 ]}

LAMMPS มีคำสั่งมากมายfixสำหรับcomputeตรวจสอบคุณสมบัติของระบบ ข้อมูลทางเทอร์โมไดนามิก เช่น อุณหภูมิและพลังงานของระบบ จะถูกบันทึก และข้อมูลระดับอะตอม เช่น ตำแหน่งและความเร็ว สามารถส่งออกผ่านไฟล์ดัมพ์ข้อความหรือไบนารีในช่วงเวลาที่เลือกได้ LAMMPS ยังอนุญาตให้ปรับแต่งเอาต์พุตสำหรับความละเอียดเชิงพื้นที่หรือเชิงเวลาโดยใช้ส่วนย่อย การหาค่าเฉลี่ยตามเวลา หรือการสร้างฮิสโตแกรม สถานะของการจำลองสามารถบันทึกได้ในไฟล์รีสตาร์ทข้อความและไบนารี นอกจากนี้ LAMMPS ยังสามารถส่งออกสแนปช็อตของอะตอมในรูปแบบต่างๆ ได้อีกด้วย^{[ 6 ] [ 5 ]}

เพื่อประสิทธิภาพในการคำนวณ LAMMPS ใช้รายการเพื่อนบ้าน ( รายการ Verlet ) เพื่อติดตามอนุภาคที่อยู่ใกล้เคียง รายการเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับระบบที่มีอนุภาคที่ผลักกันในระยะทางสั้นๆ เพื่อให้ความหนาแน่นของอนุภาคในพื้นที่ไม่เพิ่มขึ้นมากเกินไป^{[ 4 ]}

บนคอมพิวเตอร์แบบขนาน LAMMPS ใช้เทคนิคการแบ่งส่วนเชิงพื้นที่เพื่อแบ่งโดเมนการจำลองออกเป็นโดเมนย่อย 3 มิติขนาดเล็ก โดยแต่ละโดเมนย่อยจะถูกกำหนดให้กับโปรเซสเซอร์แต่ละตัว โปรเซสเซอร์จะสื่อสารและจัดเก็บ ข้อมูลอะตอม เสมือนสำหรับอะตอมที่อยู่ติดกับโดเมนย่อยของตน LAMMPS มีประสิทธิภาพสูงสุด (ในแง่ของการประมวลผลแบบขนาน) สำหรับระบบที่มีอนุภาคกระจายอยู่ในกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้า 3 มิติที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอโดยประมาณ LAMMPS รองรับตัวเร่งความเร็วจำนวนมาก รวมถึง GPU ( CUDA , OpenCL, HIP, SYCL), Intel Xeon Phi และ OpenMP เนื่องจากการบูรณาการกับ Trilinos

LAMMPS สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องมือวิเคราะห์ภายนอกและเครื่องมือแสดงภาพต่างๆ ได้^{[ 9 ]}รวมถึง VMD ^{[ 10 ]}และ OVITO ^{[ 11 ]} LAMMPS สามารถเชื่อมต่อกับไลบรารี Python สำหรับการตั้งค่าและวิเคราะห์การจำลอง เช่น MDAnalysis ^{[ 12 ]} MDTraj ^{[ 13 ]}และASE [ ^{14 ]}นอกจากนี้ LAMMPS ยังรองรับการเชื่อมต่อกับเครื่องมือคำนวณพลังงานอิสระ เช่น PLUMED ^{[ 15 ] และ}โมดูล Colvars ^{[ 16 ]}

• การประมวลผลแบบขนาน
• การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างแบบจำลองกลศาสตร์โมเลกุล
• ซอฟต์แวร์ออกแบบโมเลกุล
• รายชื่อซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและใช้งานได้ฟรี

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ