作者:陈彬 来源: 中国科学报 发布时间:2019-5-22
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绽放超算人才的竞技之花

 

超算竞赛比赛现场

■本报记者 陈彬

不久前,在位于大连某科技交流中心的一间会议室里,全球超级计算机排行榜TOP500 发起人、美国工程院院士、橡树岭国家实验室及田纳西大学杰出教授杰克·唐加拉(Jack Dongarra)举起相机,拍摄了一张照片。照片里是一群正在欢庆的学生。

这群学生刚刚完成了2019年世界大学生超级计算机竞赛(ASC2019)的全部赛事。此刻在等待着总决赛闭幕式,以及闭幕式上的成绩公布。而作为此项赛事的发起者,杰克·唐加拉也在等待着他多年以前播下的这粒超算“种子”,能够开出更绚烂的花朵。

在竞争中合作

2012年,由亚洲超算协会与浪潮集团联合举办的首届ASC在清华大学举办。当时,共有27所高校报名参赛。或许是一种巧合,就在该项赛事举行的第二年,由我国研发的超级计算机系统天河二号,成为世界上运算速度最快的超级计算机。如今,我国早已成了名副其实的超算大国。

“2012年到现在的8年,ASC正好伴随着中国超级计算机发展的辉煌。”在闭幕式上,国家超级计算无锡中心主任杨广文如是说道。在这个过程中,ASC本身也在发展壮大之中。

今年,ASC2019由大连理工大学承办,全球共有300余支高校代表队报名。报名参赛数已经是第一届的十倍。经过预赛选拔,有20支晋级决赛的队伍汇聚黄渤海之滨,共赴这场全球顶尖的大学生超算盛会。

尤其值得一提的是,在今年的总决赛期间,20强队伍除了要完成例行的竞赛题目外,还会通过抽签分组形式,完成超级团队对抗赛,这也是ASC竞赛首次设立的独立竞赛项目,目的就是促进跨团队合作与交流。

在激烈的竞赛中加入团队交流的元素,这是大赛组织者思考多年的结果。

采访中,ASC组委会委员刘军表示,在ASC的竞赛中,他们看到的更多是队伍间的竞争和对抗。在这个过程中,他们也看到了每个队伍身上的独特优点。“我们非常希望这种能力能够通过某种形式,在更多的团队中进行传播。同时,队员间协同创新的基本素质能力,也能得到培养。”

超级团队竞赛也就由此应运而生。

“这一比赛内容今年是首次举办,我相信如果在以后的比赛中这项内容得以保留,每个赛队都会更加深入思考,如何才能更好地与其他赛队合作和交流。”一位参赛队员这样说道。这样的话,相信也是组织者乐于听到的。

在实践中积累

作为一支超赛竞赛的传统强队,清华大学今年只获得了亚军,对于已经获得多届冠军的他们来说,这并不算是一个好成绩,但带队参赛的清华大学计算机科学与技术系助理研究员韩文弢却并不觉得遗憾。

“今年,我们的队伍正处于新老交替的过渡阶段,所以成绩并不是我们最看重的。我们参加比赛,更想达到培养新人的目的,而非仅仅拿一个名次。”韩文弢说。那么,通过这项赛事,他能够达到目的吗?

答案当然是肯定的。

“高性能计算领域是需要长时间积淀的,刚刚进入该领域的研究生,一般都要熟悉两年左右才能有产出,但参加过ASC的选手就不一样了。”韩文弢说,因为他们在本科阶段就已经有了相当多的经验积累。因此,刚进入项目组,就可以直接上手做研究工作。

韩文弢所说的经验积累,可能发生在这项赛事的任何一个阶段。

比如,本次赛事的冠军得主——台湾新竹清华大学就在比赛中遇到了很多突发情况,但因为这支参赛队是去年参加过ASC2018的老队伍,所以在随机应变上做得很好。“处理危机状况的时候,比较能够应急”,这也成为他们获胜的关键。

谁能够保证,在比赛中出现的这些危机状况,不会在他们日后的科研工作中出现呢?

正如中国工程院院士王恩东所说,AI的兴起为高性能计算探索出一个全新且重要的应用领域,如何实现超级计算技术与人工智能技术更好地融合,将成为未来计算技术的一个重要研究方向。“ASC通过传统科学计算与新兴人工智能计算的赛题设计,启发大学生思考,鼓励他们创新,探索未来人工智能时代超算人才培养的新模式。”

在本科时接触

今年的决赛题目,要求参赛大学生队伍在3000瓦功耗约束下自行设计超算系统,运行优化国际通行基准测试、人工智能人脸超分辨率重建等前沿科学与工程应用。显然,这是一道从应用角度出发所拟出的题目。这也让参与此次赛事的国家超级计算中心卢宇彤主任很是赞赏。

“我们在超算人才的培养中,很早就开始教授学生计算机编程,这当然很重要,但一个合格的超算人才,要对应用模型有很好的理解,并不是仅仅会编程就可以了。”卢宇彤说,编程语言是每个人都可以掌握的,我们怎样引领学生,从超算应用领域不同的模型的角度真正解决实际问题,这才是超算人才培养中的关键问题。

要做到这一点,需要的是对超算人才持续的培养。

刘军表示,当前,国内高校学生首次接触超算领域,一般都要到硕士生甚至博士生阶段,这就使得超算人才的培养变得非常“窄口”。“本科教育是一个基础的教育阶段,如果能使处在这一阶段的学生及早了解超算、学习超算,就可能会在整体上对超算人才的培养起到非常重要的作用。”他说。

在刘军看来,ASC仅仅是超算人才培养的第一步。未来他希望带动超算人才培养的“本科化”。“目前,国内高校中,还没有哪所学校开设超算的本科课程。大家都是学习计算机等学科,再额外进行自学或者接受老师指导。”但他觉得,还是有必要在本科阶段将与超算相关的课程或实践纳入正规的课程设置。

“在科研创新领域,有一句话叫做‘计算力就是生产力’,如何让同学们在本科阶段就接触到最先进的计算力,这是我们希望推进的工作。”刘军说。

《中国科学报》 (2019-05-22 第8版 校园)
 
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