11冠王清華衛(wèi)冕失敗！臺灣清華首奪世界大學(xué)生超算競賽冠軍，北航破紀(jì)錄

乾明 2019-04-26 13:06:57 來源：量子位

乾明 發(fā)自 大連

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清華大學(xué)折戟大連。

在剛剛落幕的2019世界大學(xué)生超算競賽（ASC19）上，清華大學(xué)惜敗，獲得亞軍。

總冠軍則是：臺灣清華大學(xué)。

此外，北京航空航天大學(xué)，在競賽中的HPL基準(zhǔn)測試賽題中，創(chuàng)下每秒50.21萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算性能的成績，刷新比賽記錄。

清華亞軍，臺灣清華奪冠

本次大賽，一共有來自亞洲、歐洲、美洲等各個國家的20支高校隊(duì)伍帶來決賽現(xiàn)場，與往年相比，賽場上的女生面孔變得又多了些。

這些隊(duì)伍需要在5天時間內(nèi)，在現(xiàn)場組建超級計算機(jī)系統(tǒng)平臺，優(yōu)化完成近7道HPC與AI應(yīng)用賽題。在完成這些賽題的同時，他們也要保證超算平臺的運(yùn)行功耗不高于3000W。

考察內(nèi)容包括國際超算通行HPC&HPCG基準(zhǔn)測試、人工智能人臉超分辨率重建、地球系統(tǒng)模式CESM、基因測序組裝軟件wtdbg2、神秘應(yīng)用聲子計算軟件ShengBTE等前沿科學(xué)與工程應(yīng)用。

在決賽期間，20強(qiáng)隊(duì)伍還通過抽簽分組形式完成超級團(tuán)隊(duì)對抗賽，這是ASC競賽首次設(shè)立的獨(dú)立競賽項(xiàng)目，旨在促進(jìn)跨團(tuán)隊(duì)合作與交流。

經(jīng)過5天激烈的競賽后，臺灣清華大學(xué)憑借其在在HPCG、CESM、ShengBTE等多個賽題上的表現(xiàn)，斬獲冠軍，這也是其首次獲得ASC冠軍。

而清華大學(xué)，五屆ASC冠軍得主，在ASC、ISC、SC三大國際超算競賽獲得11次冠軍的“夢之隊(duì)”，表現(xiàn)則略輸一籌，獲得亞軍。

差別在哪？

雙方給出的原因都指向了同一個因素：參賽隊(duì)員的經(jīng)驗(yàn)。

清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)表示，這次失利的主要原因在于，參賽的隊(duì)員中，新隊(duì)員較多。在處理緊急情況的過程中，經(jīng)驗(yàn)不足。

而臺灣清華大學(xué)給出說法是，自己的參賽隊(duì)員基本上都是參加ASC18比賽的老隊(duì)員，經(jīng)驗(yàn)比較豐富。

除了冠亞軍獎項(xiàng)之外，ASC大賽還設(shè)立了e Prize計算挑戰(zhàn)獎。

今年，中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)在e Prize指定賽題CESM上表現(xiàn)優(yōu)異，設(shè)計出多線程運(yùn)行方法，對進(jìn)程通訊、內(nèi)存訪問以及向量化等進(jìn)行大量優(yōu)化，獲得此獎項(xiàng)。

近年來，ASC大賽對AI愈發(fā)重視，已經(jīng)連續(xù)四年設(shè)立了AI賽題。

今年的賽題為“Face SR”，參賽選手要重新設(shè)計或調(diào)整他們在初賽階段設(shè)計的SR算法，來對賽題中使用的人臉圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行4倍分辨率還原。

在這一賽題中，北京航空航天大學(xué)取得了滿分的成績。實(shí)現(xiàn)這一成績的背后，關(guān)鍵在于其在本次大賽中創(chuàng)下每秒50.21萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算性能的成績。

借此，北航也取得了最高性能計算獎。

北航破紀(jì)錄

在預(yù)賽階段，北航就獲得了總分第一的成績。

在決賽的HPL基準(zhǔn)測試賽題中，更是創(chuàng)下3000W額定功耗約束下每秒50.21萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算性能的成績。

HPL，全稱為高性能計算Linpack基準(zhǔn)，是國際最通用的超級計算機(jī)浮點(diǎn)性能基準(zhǔn)測試程序，是全球超算TOP500排行的重要依據(jù)。

這一成績，較去年紀(jì)錄42.99萬億次/秒提升了17%，也是ASC競賽中HPL性能首次突破到50萬億次級別。

排名第二的，是初次入圍總決賽的暨南大學(xué)團(tuán)隊(duì)，成績?yōu)?9.68萬億次/秒。此外，臺灣清華大學(xué)、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)等多支隊(duì)伍，浮點(diǎn)運(yùn)算性能均超過每秒30萬億次。

比賽的過程中，各參賽隊(duì)伍要在總功耗3000W的限制下，采用統(tǒng)一提供的超算節(jié)點(diǎn)、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)構(gòu)建。

北航是如何實(shí)現(xiàn)突破的？

在這一賽題中，他們設(shè)計了“3機(jī)12卡”的異構(gòu)超算系統(tǒng)，共采用3臺浪潮AI超算服務(wù)器NF5280M5，配置NVIDIA Tesla系列的12塊V100加速卡，通過精細(xì)的控制優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)50.21萬億次/秒的持續(xù)浮點(diǎn)運(yùn)算性能。

北航團(tuán)隊(duì)表示，在賽前一共設(shè)計了4機(jī)和3機(jī)兩套系統(tǒng)方案，在現(xiàn)場實(shí)際測試之后，最終敲定了性能更優(yōu)的‘3機(jī)12卡’方案。

最后，是賽前準(zhǔn)備和臨場發(fā)揮都很完美，才讓最終成績比測試的時候提高了將近10%，超出了預(yù)期。

指導(dǎo)老師楊海龍說，即便賽前準(zhǔn)備的再充分，ASC競賽仍然充滿了不確定性。

參賽選手都是本科生，極少有人能在這個階段接觸到超級計算機(jī)，更別提要自己設(shè)計一個方案并且在現(xiàn)場搭建超算系統(tǒng)。

這個過程中一定會碰到很多從未遇到的問題，因此應(yīng)對和解決突發(fā)問題的能力對每位隊(duì)員都很重要。

從某種程度上，這也解釋了為什么參賽選手的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛴绊憙砂肚迦A大學(xué)團(tuán)隊(duì)的成績了。

關(guān)于ASC世界大學(xué)生超算競賽

ASC世界大學(xué)生超級計算機(jī)競賽，是由中國發(fā)起的世界最大規(guī)模的大學(xué)生超算競賽，與美國SC、德國ISC并稱全球三大超算競賽。

比賽開始于2012年，迄今已經(jīng)舉辦8屆，吸引全球超過 5500 名同學(xué)參與，參賽隊(duì)伍總數(shù)超過1100支。

ASC19，世界各地注冊參賽的隊(duì)伍數(shù)量超過300支，包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、美國德州A&M大學(xué)、臺灣清華大學(xué)、澳大利亞莫納什大學(xué)、香港中文大學(xué)、德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)、波蘭華沙大學(xué)、俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)等等，參賽隊(duì)伍再次突破紀(jì)錄。

除了上述的介紹到的各個獎項(xiàng)，本次大賽還設(shè)置了團(tuán)隊(duì)競賽獎、應(yīng)用創(chuàng)新獎、最佳人氣獎等等。以下，是各個獎項(xiàng)的名單：

總冠軍

臺灣清華大學(xué)

亞軍

清華大學(xué)

團(tuán)隊(duì)競賽獎

中山大學(xué)、太原理工大學(xué)、香港中文大學(xué)和德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)

e Prize計算挑戰(zhàn)獎

中山大學(xué)

最高計算性能獎

北京航空航天大學(xué)

應(yīng)用創(chuàng)新獎

哥倫比亞EAFIT大學(xué)、暨南大學(xué)、南方科技大學(xué)

最佳人氣獎

南方科技大學(xué)和哥倫比亞EAFIT大學(xué)