清華大學(xué)團隊蟬聯(lián)世界大學(xué)生超級計算機競賽總冠軍
2018-05-28 14:02:21人民日報
不久前,由清華大學(xué)計算機系7名本科生組成的超算團隊,在南昌大學(xué)舉辦的2018ASC世界大學(xué)生超級計算機競賽(ASC18)中蟬聯(lián)總冠軍,這是他們第五次在這項賽事中奪冠。
ASC世界大學(xué)生超級計算機競賽于2012年由中國倡議發(fā)起,與2007年發(fā)源于美國的全球超級計算機競賽(SC超算競賽)、2012年起源于德國的國際超級計算機競賽(ISC超算競賽)并列為世界三大國際大學(xué)生超算競賽。清華大學(xué)超算團隊先后9次在這三大賽事中奪冠,而2015年他們更是包攬這三大賽事總冠軍,成為目前國際上唯一一支實現(xiàn)“大滿貫”的隊伍。
那么,這樣一支實力強悍、經(jīng)驗豐富的隊伍是如何練成的?
超算競賽并非純粹比拼運算速度
清華大學(xué)超算團隊主要由高年級本科生組成,規(guī)模10余人。在以往的比賽中,通常以5—6名大三、大四同學(xué)為參賽主力,大二同學(xué)則為替補隊員,以保證團隊建設(shè)的連續(xù)性。
超算競賽并非純粹比拼運算速度,部分賽題還要求在規(guī)定時間內(nèi)完成運算的前提下盡可能減小功耗值。因此,比賽過程中設(shè)備計算速度并非越快越好,而是要盡可能平衡計算資源及應(yīng)用運行參數(shù),做到既能在規(guī)定時間內(nèi)完成運算,又能在運行過程中保持穩(wěn)定且盡可能小的功耗值。這一規(guī)則不僅考驗選手對超算系統(tǒng)構(gòu)建的掌控能力,更要求他們有好的團隊協(xié)作和臨場應(yīng)變能力。
ASC18清華大學(xué)參賽隊隊長、計44班李北辰表示,為了應(yīng)對比賽中出現(xiàn)的各類具體問題、優(yōu)化協(xié)同合作,他們一直保持團隊的多元化組成。隊員中既有擅長軟件的,也有擅長硬件的,彼此互為補充。在比賽題目準備過程中,成員們會多次向生物、化學(xué)、物理等有關(guān)領(lǐng)域的老師和同學(xué)請教,每周都會花費幾個小時進行競賽題目的交流和討論,匯報問題準備的進展情況。
除了重視平時訓(xùn)練、扎實進行賽前準備外,超算團隊指導(dǎo)教師翟季冬認為,“清華大學(xué)計算機系在高性能計算、并行系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)等方面提供了完整的教學(xué)體系,高性能計算研究所在超算領(lǐng)域所取得的多項科研成果,都對團隊的多次奪冠有所幫助。”多樣化的課程設(shè)置豐富了同學(xué)們的知識維度,而良好的實驗室氛圍、廣泛的研究領(lǐng)域成果、老隊員持續(xù)的經(jīng)驗傳承,則增強了成員們的實戰(zhàn)能力,這些都是清華大學(xué)超算團隊能脫穎而出的優(yōu)勢。
實力和應(yīng)變能力在賽場上很關(guān)鍵
增強實力,打好“地基”很重要,但想最終奪冠,賽場上的應(yīng)變能力也很關(guān)鍵。
ASC競賽要求各參賽隊伍在總功耗3000W的限制下,采用組委會統(tǒng)一提供的超算節(jié)點、高速網(wǎng)絡(luò)和自行配置加速卡等設(shè)備,完成超算系統(tǒng)搭建。在2014年舉行的ISC14超算競賽上,首次出現(xiàn)了強調(diào)優(yōu)化運算功耗的賽題。
翟季冬對2014年的這道賽題至今記憶猶新。當(dāng)時競賽組委會現(xiàn)場公布了當(dāng)次競賽的神秘應(yīng)用賽題規(guī)則,要求參賽隊現(xiàn)場重新構(gòu)建各自的超算系統(tǒng),在規(guī)定時間內(nèi)運行出正確結(jié)果,完成任務(wù)且運行過程中功耗值最小的隊伍可獲得滿分,其余成功運行出結(jié)果的隊伍根據(jù)和第一名功耗比例給分,沒有完成任務(wù)的隊伍得零分。
為了降低功耗,每個隊都會盡可能減少運行中的CPU核數(shù)、節(jié)點數(shù)等計算資源,同時對計算平臺進行“瘦身”,如拆除平臺上的GPU加速卡和多余的內(nèi)存條,在散熱條件允許的情況下拆除平臺上的風(fēng)扇等。“我們向比賽展商臨時要了一個非常低功耗的風(fēng)扇裝上,為的是保證在比賽的30分鐘之內(nèi)保持機器的低功耗,但這樣很危險,因為我們可能在規(guī)定時間內(nèi)跑不完數(shù)據(jù)。那次我們是在29分鐘過幾秒時拿到數(shù)據(jù)、提交結(jié)果。超過30分鐘,我們就只能得零分。”回憶起當(dāng)時的驚險,翟季冬還心有余悸。
比賽的記憶不只這些,說起與南非國家超算中心團隊的“掰手腕”,李北辰記憶也很深刻:“他們的實力不容小覷,每年跟南非隊的競爭都很激烈。”清華大學(xué)學(xué)生超算團隊與南非國家超算中心團隊多次在超算競賽中同場競技,對于超算背后的年輕人而言,強強對話的激烈競爭既是壓力,更是動力。
《人民日報》(2018年05月28日12版)