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冠军是怎样炼成的

——ISC12世界大学生超级计算机竞赛冠军清华代表队侧记

  • 汪忆辰 杨天 王钧奕

   6月20日,ISC12世界大学生超级计算机竞赛在德国汉堡落下帷幕。由清华大学计算机系徐世真等6名大四学生组成的清华代表队获得本届比赛总冠军。这是中国大学生在国际超级计算机竞赛中取得的第一个世界冠军。

  “我们比较幸运”,队长徐世真谦虚地总结这次比赛。然而,成绩背后凝结的是6名队员和指导老师的汗水和智慧。

应邀参赛:是机遇,也是挑战

  今年2月,计算机系高性能所的杨广文老师找到了徐世真,希望他能参加这次超算竞赛。徐世真又找来了吕子鉷、廖俊峰、程芃祺、任一恒、杨弋等5位同学,组建成了清华代表队。

  徐世真同学以超算为今后攻读研究生的研究方向,参加本次比赛对他来说是一次难得的机遇。当被问到为什么选择超算时,他表示,主要原因是老师的影响和个人兴趣。“不同的人有不同的选择,我觉得做这个就挺有意思。”而对队员杨弋同学来说,具体研究方向不同,课外工作压力繁重,比赛本身又需要耗费大量时间和精力,等待他的是对能力和毅力的双重挑战。

努力备战:“不知不觉的,天亮了,十点了”

  当6位同学正式着手准备比赛时,他们发现,真正的挑战比预想中要严峻得多。

  本次竞赛的赛事规则要求各参赛队在3000瓦功耗下,自行设计搭建系统,并进行浮点计算性能测试及分子动力学、海洋环境等多个大型应用的算例测试。参加ISC12之前,要先经过国内的初赛和决赛。初赛的准备时间只有两周,决赛的准备时间也只有不到一个月。这期间,队员们几乎天天在实验室工作12个小时以上。为了做到心中有数,他们专门请教了经验丰富的兄弟院校教授,也了解了对手的基本情况。整个准备过程中最困难的是一头一尾。开头难,是因为要在两三天内熟悉一个非计算机专业的大型应用,充分了解程序原理、应用背景、编译运行过程、输入输出内容。而准备到最后会遇到瓶颈,“你优化一段时间,就发现优化不下去了。可能偶尔快了百分之二,也完全可以用误差来解释。天天在熬时间,就感觉没有办法再优化了。”于是,“不知不觉的,天亮了,十点了”这样的状态常常出现在队员们的备战状态中。

小试牛刀:首战告捷,出奇制胜

  国内决赛一开始,由于环境和他们预想的不同,机器运行几乎要超过规定的3000瓦。即将到达规定值时,机器运行出了结果。回忆起当时,徐世真直呼“很惊险”。第二部分比赛,“惊险”没有结束。由于错误估计运行时间,比赛开始两个小时后,他们发现算例不能全部运行完。于是他们进行了两次大的调整,这使得他们多完成了两个高质量的算例,同时这也成为之后在答辩中留给评委印象最深刻的部分。之后第二天的比赛直接确定了胜利,由于在比赛之前发现一个应用中一个非常大的改进,他们在这个应用上的得分甩开了其他对手。第三天,他们获得了答辩的第一名。

   赛后与其他队伍交流时,他们表示“我们可能主要就是赢在对应用的理解上”,由于每个人都负责一个应用,而应用间存在共同点,充分交流及广泛搜集资料使他们对于应用的理解大大加深。

图为国家最高科学技术奖获得者高性能计算领域专家金怡濂院士为清华大学代表队颁奖

稳中求胜:德国决赛,震惊世界

  由于并非本土作战,在世界决赛前搭建系统的环节,除本地的学校之外,其余代表队都出现了接触不良、硬盘无法匹配等问题。美国部分大学甚至在第二天比赛前仍未搭建好系统。清华代表队也不能幸免。他们花费了一整天的时间甚至求助了赞助方工程师才完成搭建。赛前德国的队伍使用了赞助厂商特殊的设计和很多顶尖设备,集本土作战优势,被认为最有可能夺冠。

  尽管如此,有了国内决赛的经验和对应用深入的理解,清华还是得到了冠军。特别是在OpenFoam这个流体力学的应用上,他们几乎将运行效率翻了一倍。这个成绩大大出乎了主办方的预计,震惊了超算界,甚至因此给他们颁发了一个特别奖项。

图为队长徐世真领奖

薪火相传:期待新人,继往开来 

  随着比赛的落幕,6位参赛队员也结束了大学生活。由于出国参加比赛,6位队员都错过了毕业期间的各种集体活动,这多多少少成了他们心中的遗憾。“听说班里同学已经收拾行李准备毕业旅行了,心里涌上一阵阵伤感。”但遗憾之余更多的是收获,分工合作让他们在充分交流中相互学习;在比赛中,更是提高了临场应变的能力。他们希望以此次胜利为契机,吸引更多的计算机人关注中国超算领域的发展,并加入到发展超算的队伍中来。

  在准备比赛的同时,他们成立了SIG-HPC小组(高性能计算兴趣小组),希望以此为契机,让更多的同学加入小组,了解超级计算机的发展及相关应用。他们十分期待其他院系的同学的加入。

前景展望:应用广泛,任重道远

  谈及对超级计算机领域的看法,队员们表示,超级计算机涉及的领域很多,比如在海洋、石油、金融方面的应用,而且超级计算机在各个领域方面的应用是相互联系的,各模式是相通的。超算人才发展方向多,未来有很多种选择。目前,清华大学计算机系已将超级计算作为未来重点发展的三个方向之一。

供稿:计算机科学与技术系   编辑:李含

 

 

 

 

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2012-07-23 08:22:29]
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