在科學研究、工程仿真、人工智能和大數據分析等領域，高性能計算 (High Performance Computing, HPC) 正扮演著越來越重要的角色。它通過并行處理、大規模計算資源的整合，極大提升了計算效率，使原本耗時數日的任務能夠在數小時內完成。

隨著計算機視覺、分子模擬、材料計算與生物信息分析等領域對計算資源的依賴日益增強，GROMACS、LAMMPS、VASP 和 MATLAB 等主流計算工具，已成為科研人員進行復雜模擬與數據分析的重要支撐。

其中，GROMACS 和 LAMMPS 是目前最受歡迎的分子動力學模擬開源工具。 GROMACS 是一個用于分子動力學模擬的高性能軟件包，以其高性能計算能力和對生物分子的良好支持，廣泛應用于蛋白質動力學、藥物篩選等領域；而 LAMMPS 是一種經典的分子動力學仿真代碼，專注于材料建模，憑借其靈活的模塊化設計和對多種力場的兼容性，深受材料科學與納米技術研究者的青睞。這類開源工具不僅功能強大，還易于與 HPC 集群集成，便于實現高效的并行計算。

相較而言，VASP 和 MATLAB 更側重于特定科研場景中的精細建模與深度分析。 VASP 是一款專注于第一性原理計算的軟件，廣泛應用于固體物理和材料電子結構研究，在晶體結構優化、能帶分析等方面表現出色。而 MATLAB 則以其強大的數值計算和可視化能力，在圖像處理、機器學習、工程仿真等領域為科研與工程實踐提供了極大便利。

目前，HyperAI超神經的「教程」板塊已圍繞上述主流工具上線了多個教程， 從入門指南到實戰案例，無論是小白還是有經驗的研究人員/開發者，都能找到實用的優質資源，快來體驗 HPC 的強大能力吧～

HPC 開源工具教程

1、GROMACS 入門教程：水中的溶菌酶

在線運行：https://go.hyper.ai/K9VVM

該教程為使用 GROMACS 軟件進行分子動力學模擬的入門教程，以 「水中的溶菌酶」為例學習如何準備和運行一個典型的蛋白質在水中的分子動力學模擬。

2、LAMMPS 入門教程：npt 控溫估計 FCC Cu 熔點

在線運行：https://go.hyper.ai/8wChR

該教程為 LAMMPS 入門教程：npt 控溫估計 FCC Cu 熔點。使用 CPU 版本的 LAMMPS 即可運行，體驗分子動力學模擬。

3、單細胞轉錄組測序單樣本教程：質控、聚類、（差異）基因展示

在線運行：https://go.hyper.ai/l1a28

該教程基于 2024 年 Nature Medicine 的研究數據，系統介紹單細胞轉錄組測序 (scRNA-seq) 的原理與分析流程，涵蓋 barcode 與 UMI 機制及其在高精度基因表達分析中的關鍵作用。

HPC 專業科研工具教程

1、VASP 入門：計算硅的態密度和能帶

在線運行：https://go.hyper.ai/ZyPGZ

本教程為使用 VASP 軟件進行第一性原理計算的入門教程，以「硅材料」為例，學習如何進行結構優化、態密度和能帶計算。

2、VASP 雜化泛函計算硅的態密度和能帶

在線運行：https://go.hyper.ai/TCzWp

本教程將學習雜化泛函計算硅能帶，雜化泛函可以計算得到材料的具有正確帶隙的能帶和態密度，但需要更多的計算資源，因此本次教程將使用 GPU 進行演示。

3、VASP：NVT 系綜下的分子動力學

在線運行：https://go.hyper.ai/8EPQH

該教程演示了 NVT 系綜下的分子動力學模擬，介紹了 VASP 分子動力學的核心命令 tag：NVT。用戶可按需修改 tag，進行其他系綜的分子動力學模擬。

4、VASP 結合 Phonopy 計算硅的比熱容

在線運行：https://go.hyper.ai/RRHNO

該教程將使用自動化腳本來使用 Phonopy 進行演示計算流程，學習比熱容計算的基本流程：準備微擾差分超胞結構、計算所有結構的總能、計算力常數矩陣，根據力常數矩陣計算硅的比熱容。

5、VASP 結合 Phonopy 計算硅的聲子譜

在線運行：https://go.hyper.ai/pgvsE

該教程將使用自動化腳本來進行 Phonopy 進行演示計算流程，學習聲子譜計算的基本流程：準備微擾差分超胞結構、計算所有結構的總能、計算力常數矩陣，根據力常數矩陣計算聲子譜。

6、使用 VASP 進行機器學習力場訓練

在線運行：https://go.hyper.ai/DpG4T

該教程將以硅晶體為例，通過 NpT 系綜分子動力學，演示如何訓練 vasp 機器學習力場，學習機器學習力場訓練的基本流程：準備分子動力學輸入文件、根據實際情況更改分子動力學和機器學習參數，并通過計算聲子譜進行機器學習力場的簡單驗證。

7、使用 MATLAB 進行圖像去霧處理

在線運行：https://go.hyper.ai/9Z7Iz

該教程采用 Retinex 算法進行圖像去霧，并結合 GPU 加速以提高計算效率，有效提升圖像質量，使目標更加清晰可見。

8、基于 RFUAV 系統使用 Matlab 處理無人機信號

在線運行：https://go.hyper.ai/SZq2T

該教程使用 MATLAB 實現 RFUAV 的關鍵流程，完成數據轉換、頻譜圖可視化、SNR 估計及分段裁剪等任務，對無人機的 IQ 信號進行分析處理。

9、考慮動水壓力的 koyna 地震非線性動力響應分析

在線運行：https://go.hyper.ai/HBwqI

該教程為 Abaqus 官方教程：混凝土重力壩的抗震分析，說明了混凝土損傷塑性材料模型在評估任意載荷作用下混凝土結構穩定性和損傷的典型應用。