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来源: 南方日报网络版     时间:2019-11-05 14:46:12

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美国当地时间11月15日,清华大学计算机系超算团队在2018国际大学生超级计算机竞赛(SC18)中摘得总冠军!

美国当地时间11月15日,2018国际大学生超级计算机竞赛(SC18)在达拉斯落下帷幕,清华大学计算机系超算团队摘得总冠军,总分88.398分(满分100分),高出第二名新加坡南洋理工大学11.518分

至此,在2018年三大国际大学生超算竞赛ASC、ISC和SC中,清华大学超算团队包揽了全部三项竞赛的总冠军,时隔三年再次实现了“大满贯”

这也是清华大学学生超算队伍在此三大国际性大学生超算竞赛中累计获得的第11项冠军

点击边框调出视频工具条比赛介绍“大学生的超算比赛就像计算机的F1

从它的发动机到整个车的设计,再到车手的选拔和培训,现场的保障和指挥等等,有着复杂的体系

” 清华大学学生超算团队指导老师韩文弢这样评价大学生超算比赛

本次SC比赛分为赛前的准备部分和正式比赛部分

赛前几个月组委会就会提前发布5-6个与现实生活相关的计算任务,另外还有一个将在比赛开始时现场发布的“神秘应用”

队员赵成钢提到:“这次的题目包括深度学习应用、2014年印度洋大地震模拟的论文复现、核物理过程模拟、天气预报等

我们需要在准备时间内对应用进行优化,选择更好的配置和选型,然后在功耗不超过3kw、时限48h的条件下跑出尽可能多的数据点

” 韩文弢老师还评价道:“凡是能用计算解决且规模很大的问题都会列为考查范围

”正式比赛包括硬件的组装与调试、运行具体的计算任务、参加相关会议和讲座和接受评委面试等

关于比赛过程中3kw的总功率限制,队员娄晨耀还有这样一个生动的比喻:“3kw大概就是你用两个电吹风的功率达到在12分钟内学习完130万张图片,并且能在2小时内使机器能够认识猫猫狗狗等各种东西达到70%多的准确率

工业界在一年还是两年之前只能达到一天,我们现在12分钟

”大家认为的超算关于超算到底是什么,韩文弢老师认为,“计算也是一种非常重要的能力,可以通过计算模拟物理世界发展的过程

而超算技术更是科技各个领域的一个发动机,在各个领域向前发展的过程当中给予技术上的支持和动力

现实中很多技术比如人工智能、基因测序等都需要大量的计算

因此只要有强的计算手段就相当于占领了战场的制高点

”队员余欣健则用一句话概括,“超算就是很多计算机连在一起去完成特定的计算任务

”队员娄晨耀补充,“超算和普通计算机在架构上并没有什么区别,唯一区别在于节点之间的互联网络非常高速,带宽很大,因此可以很高速的方法来进行数据传输,我们基于这种架构来做代码优化

”队员赵成钢:“超算就是用大量计算资源解决一系列现实生活中的实际问题,它并不是程序员的自娱自乐,并不是比谁造的快

超算更针对于科学领域,比如物理的解微分方程或者非常复杂的模拟,而家用电脑、笔记本是满足日常生活的方便的,没法满足这样的需求

超算,并不只是一个数字

”比赛中大家也遇到了一些问题在先后获得ASC超算竞赛、ISC超算竞赛总冠军后,面对即将到来的下一场顶级大赛,超算团队早已做出了充足的准备

然而即便是厉兵秣马,万事俱备,比赛的过程却依然一波三折,跌宕起伏

当指导老师韩文弢在赛后回忆起这段经历时,十分肯定地说道:“毫无疑问,自我加入超算团队以来,这是故事最多的一次(比赛)

”1. 超算团队遭遇的第一个险情,发生在距队员出发两天前左右本应与队员一同出发,在赛中负责神经网络通信库问题的计53班唐适之同学,却因签证始终遭遇Check的缘故,无法前往美国参赛

唐适之:“去不了也没办法,没什么特别的感受

不过我觉得替补余欣健是大腿很棒,他的实力优秀,能胜任这个任务

虽然我没去,但是我一直在微信群里关注着他们的进展,出了什么问题有时候我也会提出

”唐适之的回答显得风轻云淡,于事安然

然而在赛前的此时此刻,这样的一件突发事件,却着实让团队成员们心中一紧

做同一道题的娄晨耀:“有点紧张和遗憾,因为只有一个人,万一出事要背一个大黑锅

后来开了一个30分钟的小会简单交代了任务,现场虽然出现了一些意外情况,但还好都解决了

” 好在,最终韩文弢老师的一个电话,为团队找到了解决方案

替补余欣健:“比赛是周五早上走,周三下午韩导(韩文弢)打了个电话说问有没有时间参加SC,唐适之的签证被卡去不了,现在要找替补选手,而我课业比较少就去了

”同样来自五字班余欣健同学关键时刻临危受命,作为唐适之同学的替补加入了出征队伍

“当天是周三,我各种手续还没有办,当晚就填写了各种表格,第二天很快交到学校,然后收拾行李就走了

我抱的心态就是队友都很强,我就能帮上一点是一点

因为神秘应用之前没有也没法准备,所以我就主要做这道题

后来是我和队长两个人共同解决了神秘应用

” 2.比赛时间仅有48小时,队员们的休息时间基本上都不超过10小时队长于纪平:“因为这个比赛48小时不间断,而规定又说随机有一个时间会断电,断电后需要我们尽快地把机器重启和恢复

如果我选择回酒店休息的话回来又需要半个小时,那可能就会耽误集体的时间,所以如果我当场想休息的话,最好的办法就是睡在场地上

然后桌子正好有个帘子,就可以挡挡光,就成为了一个我认为非常舒服的睡觉的地方

因为我们有两张桌子,所以同时可以睡两个人

当然也有的人会预判到他在一段时间内都不会有事情,那也可以回宾馆休息,但这样的情况还是少一些

”队员赵成钢:“比赛过程中我们都很困,我们在哪里都能睡觉

当时有一天吃饭的时候,队长就已经困到叫都叫不起来了

”图为 当来自清华大学的采访团队进行现场采访时队长于纪平同学正躺在桌下休息3.关键网线故障,队员合力趁断电过程拯救机器 队员赵成钢:“早上我和何家傲开始做地震模拟的复现,大概做到凌晨3、4点,在这个过程中突然出现了网线坏了的未知bug,导致机器处在一个不太可用的状态

但很幸运,比赛有断电机制来考验机器的性能,当时恰好突然断电了

余欣健学长负责网络,他在宾馆睡觉,听说断电后立刻赶了过来,保证集群处于可以运作的状态;而断电结束后,bug恰好消失了

”余欣健:“当时我和队长负责的题由队长写出的版本运行成功了,我就准备回宾馆睡一会儿

从那个会场走回宾馆也需要20多分钟,结果我刚躺下就听他们说网络挂了,就不睡了,马上赶过去

我过去的时候已经过了断电的时间,机器重启之后状态貌似还不错,不过都过来了就不睡了,接着做题

”何家傲:“正好当时机器的四个节点都是我在使用,中间最关键的网线跑着跑着突然断了

这个实验跑不出来的话对影响很大,于是我叫队长修,队长当时的状态也不是特别好,修了一会儿也没修好

结果这时突然断电了,别组都一片唉声叹气,我们明白是怎么回事之后却欢欣鼓舞,因为这样的话可以强制重启系统,给我们检查故障的时间

”娄晨耀:“网线断了之后我们心情复杂,因为既不能使用机器,还要压缩功率

这次很多题目考察CPU,但剩下两台机器都是GPU为主,这让我们比较难受

但是断电之后我们队伍真的高兴的跳起来了,因为我们知道重启就可能会解决bug,这让我们很开心

”大家对超算的展望问题:你认为的超算是什么?超算有什么意义?赵成钢:超算就是用大量计算资源解决一系列现实生活中的实际问题,它并不是程序员的自娱自乐,并不是比谁造的快

超算更针对于科学领域,比如物理的解微分方程或者非常复杂的模拟,而家用电脑、笔记本是满足日常生活的方便的,没法满足这样的需求

超算,并不只是一个数字

余欣健:超算就是很多计算机连在一起去完成特定的计算任务

一些计算任务无法在普通计算机上完成,比如天气预报,在现有的技术条件下要完成大规模运算的话,就要利用一台完不成就用一百台的思想

但这会有一些特定的问题,比如通信等,为了解决问题就会有特定的领域,这个领域就叫超算

何家傲:超算的SC比赛是本科生为主的比赛,它针对的是对未来实际应用场景的模拟,集群虽然也是高性能集群但规模相对小,相当于超算在工业应用中的缩影

比赛培养了我们学生对系统的理解

娄晨耀:超算的架构上没有本质区别,唯一区别在于节点之间的互联网络非常高速,带宽很大,因此可以很高速的方法来进行数据传输,我们基于这种架构来做代码优化

韩文弢老师:计算也是一种非常重要的能力,可以通过计算模拟物理世界发展的过程

现在新的技术比如基因测序等,需要很大的计算量;人工智能的技术的发展也基于统计的手段,因此只要有强的计算手段就相当于占领了战场的制高点

近几年计算能力的提高尤其是GPU的发展,推动了计算的发展

超算技术是科技的各个领域的一个发动机,能给各个领域向前发展的技术上的支持和动力

超算团队保持高水平的秘诀韩文弢老师:清华从2012年组建学生超算团队,之后保持了一个比较好的新老交替的过程,我们老队员即使本科毕业了不能参加比赛,但大家在推研时选择了高性能计算方向,可以参加大家的日常训练,提供经验上的指导,也可以随队去参加比赛,在现场作为场外技术支持

每年都有新的队员补充进来,我们参加比赛的过程中都会有以老带新的阵容,像流水线一样

超算团队的收获和感悟赵成钢:我觉得是解决问题的能力的提升

开始我全都不会,就跟着大家训练、参与讨论

我特别喜欢每周一起吃盒饭讨论的场景,有时候会因为一些问题吵起来,这种氛围很有意思

除此之外,我觉得还有代码能力和工程能力,讨论能力和合作能力

我明白了计算机技术在社会上的应用:我们做的是现实生活中的场景的计算,能为社会带来真正的益处

超算团队激发了我学术和科研的热情

何家傲:我觉得第一是技术的收获,超算团队有很多技术,我学到了很多;第二是生活的收获,我认识了很多学长学弟,得到了很多老师的指导,大家一起参加比赛都是很酷的事情;第三是在比赛里可以认识国际友人,新加坡、台湾的同学都会和我们有交流

娄晨耀:收获很大,因为这影响到我读研的考虑,我以后可能会做系统方向和超算方向

韩文弢老师:我能看到我们的同学参加超算团队的过程当中得到自己的成长,这些成长不光体现为大家在高性能计算的能力上的锻炼,比赛的临场也是对人的极限的极大挑战

有些队伍晚上台子是空的,而我们48小时每一时间都有清醒的同学在那里工作,这展示了我们清华的同学的努力拼搏的风貌

这对我们是很强的正反馈,同学们能顶着各种压力表现最好的竞技水平,使得我自己在这方面的投入和付出很有意义的,也让我自己觉得很有成就感

对超算团队未来的展望韩文弢老师:我和高性能所里的老师之前也探讨过超算的未来发展,我认为同学们在这个过程中的成长是我们最乐于见到的

因此我们希望这个机会能辐射更多的同学

我们可能会组织一个未来兴趣团队,参加比赛和退役的同学,能给想在这方面学习的同学提供更多的机会,促进超算技术在学校的推广和普及,形成更多学科上的交叉

策划:王子轩拍摄: 方锶 刘圣迪 王子轩 李凯睿制作: 刘圣迪 王子轩 向鸿鹄 李桠蕾推送:方锶 王子轩 伽繁编辑:伽繁




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