太原理工大學(xué)力圖成為超算人才培養(yǎng)的“催化劑”

  5月末的榆次，因?yàn)橐粓?chǎng)全球性賽事而變得格外熱鬧。這里地處山西晉中，視野空曠，人煙稀少，太原理工大學(xué)明向校區(qū)便坐落于此。

5月18日～22日，2015年世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽(ASC15)總決賽在這個(gè)去年剛剛正式啟動(dòng)的新校區(qū)舉行。

從新加坡南洋理工大學(xué)、匈牙利米什科爾茨大學(xué)、美國(guó)麻省理工學(xué)院聯(lián)隊(duì)，到中國(guó)的清華大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、山東大學(xué)，來(lái)自海內(nèi)外16所高校的參賽隊(duì)伍在這里上演了一場(chǎng)“最強(qiáng)大腦”的激烈比拼。最終，清華大學(xué)奪得冠軍，國(guó)防科技大學(xué)獲得亞軍。

對(duì)于一直關(guān)注中國(guó)超算發(fā)展的浪潮集團(tuán)高性能產(chǎn)品部總經(jīng)理劉軍來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)4年的發(fā)展，創(chuàng)立世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽的初衷和設(shè)想正在一步步成為現(xiàn)實(shí)，一個(gè)國(guó)際性的超算青年人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流平臺(tái)也在日臻完善。

校園掀起超算熱

超級(jí)計(jì)算機(jī)被喻為現(xiàn)代科學(xué)的大腦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎，在石油勘探、藥物設(shè)計(jì)、飛機(jī)制造等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。為此，各個(gè)國(guó)家在超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制上競(jìng)相發(fā)力。

不過(guò)，在這場(chǎng)激烈的爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，制勝的關(guān)鍵還在于人才。鑒于中國(guó)超算人才短缺的現(xiàn)狀，浪潮集團(tuán)在2012年發(fā)起了超算競(jìng)賽，希望通過(guò)這個(gè)平臺(tái)讓更多的大學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)和熱愛(ài)超算，從而推動(dòng)相應(yīng)科學(xué)技術(shù)和工程創(chuàng)新的發(fā)展。

事實(shí)證明，這樣的目標(biāo)正在實(shí)現(xiàn)。ASC15的舉辦在太原理工大學(xué)掀起了一場(chǎng)超算普及的風(fēng)暴。漫步校園，總會(huì)在不經(jīng)意間聽(tīng)到關(guān)于超算的對(duì)話。

對(duì)于這所位于我國(guó)中西部地區(qū)的高校而言，超算競(jìng)賽的確提供了一個(gè)開(kāi)拓學(xué)生視野的難得機(jī)遇。對(duì)此，無(wú)論是志愿者還是參賽隊(duì)員，都格外珍惜。最終，作為ASC15總決賽16強(qiáng)之一的太原理工大學(xué)代表隊(duì)奪得大賽一等獎(jiǎng)和比較好呈現(xiàn)獎(jiǎng)。

該校數(shù)學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)李明告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，ASC15舉辦前，學(xué)校里了解超算的人不是很多，而現(xiàn)在學(xué)生們對(duì)超算產(chǎn)生了特別大的興趣。“所以說(shuō)，超算為我們的學(xué)生搭建了一個(gè)非常廣闊的平臺(tái)。”

不斷延續(xù)的超算夢(mèng)

新加坡南洋理工大學(xué)是世界大學(xué)生超算競(jìng)賽的常客，去年獲得亞軍，今年摘得最高計(jì)算性能獎(jiǎng)。

通過(guò)參加比賽，“實(shí)現(xiàn)了我們隊(duì)員的硬件夢(mèng)。”新加坡南洋理工大學(xué)參賽隊(duì)員陳夢(mèng)軒告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，“每個(gè)隊(duì)員對(duì)一些運(yùn)行速度最快的超算硬件都有著很高的熱情，對(duì)并行計(jì)算和高性能計(jì)算也非常感興趣。通過(guò)這次活動(dòng)，我們不僅鞏固了課堂上學(xué)的知識(shí)，而且有機(jī)會(huì)跟國(guó)內(nèi)這么多名校學(xué)生切磋，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一件非常有意義的事情。”

能與全球勁敵切磋，這樣的機(jī)會(huì)對(duì)于國(guó)內(nèi)高校來(lái)說(shuō)同樣難得。去年，太原理工大學(xué)作為超算競(jìng)賽中的一匹“黑馬”，不僅首次擠進(jìn)總決賽，還一舉奪得一等獎(jiǎng)和應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)。今年，則成功獲得ASC15的主辦權(quán)。

盡管此次的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，但太原理工大學(xué)領(lǐng)隊(duì)劉曉龍認(rèn)為，第二次參賽其實(shí)還有很多不足，“我們不得不承認(rèn)其他學(xué)校的實(shí)力很強(qiáng)，還有很多需要學(xué)習(xí)的地方”。

即使很多參賽隊(duì)員已經(jīng)本科畢業(yè)，超算夢(mèng)卻一直在延續(xù)下去。去年還是清華大學(xué)參賽隊(duì)隊(duì)員的李?lèi)鹜衲暌褤?dān)負(fù)起隊(duì)長(zhǎng)的責(zé)任。他告訴記者，很多參賽隊(duì)員在本科畢業(yè)后依然會(huì)選擇與高性能計(jì)算相關(guān)的領(lǐng)域繼續(xù)深造。即使轉(zhuǎn)到人工智能、圖像識(shí)別等目前很火的其他領(lǐng)域，也能把超算知識(shí)應(yīng)用進(jìn)來(lái)。

激發(fā)興趣和熱情

平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡(SKA)數(shù)據(jù)處理、空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報(bào)、飛機(jī)汽車(chē)設(shè)計(jì)……從今年總決賽的賽題設(shè)置中，便可感受到世界大學(xué)生超算競(jìng)賽自2012年首次舉辦起便一直遵循的“以應(yīng)用為導(dǎo)向”的理念。

今年，引人注目的ePrize計(jì)算挑戰(zhàn)獎(jiǎng)賽題采用了SKA數(shù)據(jù)處理軟件Gridding。作為全球最大的天文學(xué)國(guó)際合作項(xiàng)目，SKA每秒采集的數(shù)據(jù)量相當(dāng)于2013年年底我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際出口帶寬的3.5倍，而接近50%的海量天文數(shù)據(jù)需要通過(guò)Gridding軟件進(jìn)行處理。截至目前，雖然已有很多國(guó)家的計(jì)算天文學(xué)專家對(duì)Gridding進(jìn)行了優(yōu)化，但一直沒(méi)有獲得令人滿意的版本。

ASC15競(jìng)賽評(píng)審委員會(huì)主席莫?jiǎng)t堯介紹說(shuō)，此次中山大學(xué)參賽隊(duì)成功優(yōu)化并正確運(yùn)行了全部3個(gè)算例，使其應(yīng)用性能提升了600倍，并且使同等規(guī)模數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)功耗降至原來(lái)的二十分之一，從而為SKA提供了優(yōu)異的高效能超算設(shè)計(jì)建議。中山大學(xué)也因此奪得ePrize計(jì)算挑戰(zhàn)獎(jiǎng)。

劉軍坦言，在對(duì)應(yīng)用賽題的優(yōu)化上，參賽隊(duì)員的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期。“我認(rèn)為，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面，最重要的不是給他們提供多好的硬件條件、多高的待遇，而是要激發(fā)他們的興趣和熱情。熱愛(ài)是比較好的老師。我們?cè)敢馔ㄟ^(guò)超算競(jìng)賽提供這樣一個(gè)‘催化劑’。”