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ASC第八年_[#第一枪]

发布时间:2021-06-07 19:08:02 阅读: 来源:灯箱厂家

「糟了,功率要超了!2700!」ASC19(2019 ASC 世界大学生超级计算机竞赛)决赛现场,一位同学一边盯着会场实时功率显示屏,一边紧张地对队友说道。

经历两天的系统调试、两天的正式竞赛以及半天的现场答辩,4 月 25 日,ASC19 优胜团队揭晓,台湾清华大学首次夺得冠军,清华大学获得亚军,中山大学摘得 e Prize 计算挑战奖,北京航空航天大学获得最高计算性能奖,中山大学、太原理工大学、香港中文大学和德国埃尔朗根-纽伦堡大学成为 ASC 历史上首个「超级团队对抗赛」优胜者。

ASC 由中国倡议成立,与美国 SC、德国 ISC 并称全球三大超算竞赛。从 2012 年发展至今,已经成为世界上最大规模的大学生超算竞赛之一,经历了参赛报名队伍从中国到亚洲,再到世界的升级,今年更是吸引到来自全球的三百多支队伍。

这一竞赛以高校为基本参赛单位,每支参赛队伍由 5 名本科生加上 1 名指导老师组成。在组队结束之后,迎来初赛和决赛两个阶段。

初赛赛题包括单张图像超分辨率 SR、地球气候模拟 CESM 和超算基准测试 HPL&HPCG,参赛团队需在近 2 个月的时间内熟悉赛题特点,想出优化思路并提交方案,最终,评审委员选出前二十名总分最高的队伍进入决赛。

总决赛时间为 4 月 21 日-4 月 25 日,二十强团队在大连理工大学现场组建一台运行功耗不高于 3000W 的超级计算机系统作为平台,完成一系列 HPC 与 AI 应用赛题。在初赛四大赛题的基础上,ASC19 总决赛增加了基因测序组装软件 WTDBG 及神秘应用。同时,ASC19 总决赛首次设置超级团队对抗赛,二十强队伍将通过现场抽签的方式组成 5 个超级团队,以跨团队合作的形式共同完成 Fluidity 赛题的挑战。

现场

虽然比赛已经尘埃落定,但这次的参赛经历对每位同学来说,都是一笔难得的财富。不仅能使自己的编程能力、应变能力得到锻炼,还能结交良师益友,学到新的东西。

「长胖十斤」

决赛最后一天,来自山西大学的参赛同学对雷锋网表示,他和另一位队友,在参加比赛期间,蹭蹭蹭,一人胖了十斤。「因为每天喝三杯奶茶」。

今年对于山西大学 ASC 参赛团队来说,是历史性的一年。在陪跑三年 ASC 竞赛之后,终于第一次挺进二十强。初赛刚好在春节期间,他们只在家呆了不到两周。因为很多地方还不太熟悉,所以整个寒假都在尝试。

能进入二十强固然欣喜,随之而来的,也是一系列挑战,强大的对手太多。清华大学在三大国际超算竞赛中累计获得 11 次冠军,中山大学曾获得过 ASC 最高计算性能奖、e Prize 计算挑战奖,台湾清华大学曾蝉联 2 届美国 SC 大赛冠军并获 ASC13 大赛亚军。

而在与的交流过程中,面对这些竞争对手,山西大学的同学也一直在自我调侃,心态极好,自称「快乐的肥宅」。

「这次凉了」

虽然此次比赛拿到亚军,但清华大学团队的一名同学在最终结果还没揭晓时,就对雷锋网 AI 科技评论表示,今年凉了。「今年在 CESM 上不是很顺,没有跑起来,而最后的神秘应用——解物理学方程,因为时间不够,也没能跑出来。」

其他团队对此的评价是,清华大学说自己凉凉,并不是真的凉。现在看来,确实如此。

这位来自清华大学的同学曾参加过美国 SC 超算竞赛,与 SC 相比,此次竞赛给他的感觉是,比赛规则更明确、限制更多。相较起来,他认为 ASC 挑战更大。「国内的队伍比起国外团队水平更高,大家都很拼。」在他看来,ASC 也是一场健康的比赛。「这次不需要熬通宵,不像 SC,需要 48 小时不间断比试。」

而对于试题的复杂程度,他表示,每个试题各具千秋。CESM 考察编译能力,wtdbg 虽然编译简单,但是优化系统会很麻烦,而 SR 比赛,你永远不知道上限在哪里,得永无止境优化。

赛后

去年的冠军团队清华大学今年败北,在 ASC 中永远被压制的台湾清华大学终于「一雪前耻」,拿下首个 ASC 冠军,赛后接受媒体采访时,对于拿到冠军的决定性因素,台湾清华大学表示,一方面,因为此前有过 ASC 以及一些美国超算比赛的经验,另一方面,在这次的比赛中,发挥比较稳定,在随机应变上做得比较好。

清华大学此次与冠军失之交臂,不免让人心生遗憾,他们表示,能夺冠当然最好,但是另一方面,同学们有收获、也有成长,这足够了。

「自从参加超算比赛以来,基本上每年都会有 1-2 位队员在本科毕业时选择在高性能研究所继续深造。高性能方向需要很长时间的积淀,读研究生之后还得先熟悉两年左右才能有产出,参赛选手就不一样了,他们在本科时的相关积累已经很多,进组之后,对于计算机系统也好,高性能计算也好,以及一些前沿问题,都可以直接上手做研究了」,清华大学的带队老师如是表示。他也进一步谈到,通过这一比赛来培养清华超算的接班人,这是他们更想做的事情。

如何看待此次的竞争对手台湾清华大学夺冠?清华大学团队表示,两岸的清华大学有过很多交流,大家也一起参加过程序设计竞赛。在这次的比赛中,台湾清华大学发挥得更加稳定,他们一直以来都有夺得冠军的实力,在这次比赛当中取得冠军,祝贺他们。

而台湾清华大学谈起清华大学时,也认为他们是交流的对象,而不是竞争的对手。他们表示,双方有很多互动,在互相学习,这也是从比赛中可以获得最多收获的地方。「北京清华一直表现得非常优秀,是我们追求的目标,今天能够赢过他们,这也非常不容易。」

试题

决赛共有七大赛题。

HPL&HPCG 是国际通行的超算基准测试标准,要求超算系统的运算性能、内存容量、带宽以及互连性能之间取得平衡。与广泛使用的 HPL 基准测试相比,HPCG 评测标准更加复杂,但 HPCG 更容易反映出有限元法和流体分析等超算实际应用的性能。

CESM 赛题要求参赛大学生队伍利用超级计算机,要求所有队伍在限定时间内完成数年内 CAM4、CAM5 两个大气模式的计算,以及在二氧化碳浓度翻倍的条件下 CESM 的全模式计算,让大学生们有机会接触到目前国际上最前沿的气候变化科学工程。

图像超分辨率 SR 技术是近几年来广受关注的一项视觉计算技术,其目标是将低分辨率图像恢复或重建为高分辨率图像。ASC19 要求各参赛队伍自行设计图像超分辨率算法并训练相应的 AI 模型,利用超级计算机在尽可能短的时间内将模糊不清的图像还原成高分辨率图像,同时在相似度上符合标准。

此外还有基因测序组装软件 WTDBG、神秘应用以及今年新设立的超级团队赛三大赛题。

随着 AI 逐年火热,今年的 SR 赛题也成为关注的重点。SR 赛题支持单位代表、中科院自动化研究所研究员程健对雷锋网 AI 科技评论表示,比起我们在 Kaggle、天池上常见的计算机视觉比赛,此次的 SR 比赛有着约束条件,将功率控制在 3000W 以下,可以看到越来越多简单的模型,这样更贴合实际。而比赛的考核方式也会相应发生变化,传统的考察就是将 PSNR 和 SSIM 作为度量指标,这次的比赛综合性更强,最后的考核会权衡选手对系统的设计、对算法的设计等多项因素。

ASC 组委会委员刘军表示,可以看到,参赛同学焕发出非常强烈的热情和动力。十年树木,百年树人,他说道,每一年都能感受到新的进步和变化。从八年前的 27 支队伍参赛,到今天的 300 多支来自全球的高校队伍参赛,团队水平越来越高,比赛难度也越来越大。而每年也有一些黑马突围,如 2017 年第一次进入总决赛的潍坊学院,创下 3000W 功耗约束下每秒 31.7 万亿次浮点运算性能的佳绩,打破国际超算竞赛 HPL 计算性能世界纪录。

他表示,正是有许许多多这样的案例和鼓励,越来越多的青年学生开始了解 ASC,了解超算,学习超算,超算这种原来更多是在象牙塔里阳春白雪的高科技,普及率越来越广。「希望这样的比赛,对于超算能够作为基础性的尖端科技,去改变科研创新和推动社会进步,起到积极的作用。」

长江后浪推前浪,期待明年看到更多的新生面孔。

附 ASC19 完整获奖榜单:

冠军

台湾清华大学

亚军

清华大学

团队竞赛奖

中山大学、太原理工大学、香港中文大学和德国埃尔朗根-纽伦堡大学

e Prize 计算挑战奖

中山大学

最高计算性能奖

北京航空航天大学

应用创新奖

哥伦比亚 EAFIT 大学、暨南大学、南方科技大学

最佳人气奖

南方科技大学和哥伦比亚 EAFIT 大学

一等奖

中山大学、北京航空航天大学、暨南大学、福州大学、南方科技大学、香港中文大学、华中科技大学、哥伦比亚 EAFIT 大学、北京大学、山西大学、上海交通大学、德国埃尔朗根-纽伦堡大学、电子科技大学、太原理工大学、大连理工大学、华沙大学和华沙工业大学联队、韩国成均馆大学、爱沙尼亚塔尔图大学

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