美国当地时间11月21日,为期6天的2014全球超级计算大会(SC14)大幕落下,备受瞩目的大学生超算竞赛(SCC)也决出了雌雄。大会主办方在20日的SC14颁奖典礼上宣布,德克萨斯大学奥斯汀分校以76.49的总分成绩夺得总分冠军,LINPACK性能单项冠军被台湾清华大学摘得,他们以浮点运算性能突破每秒10.07 TFlops/s创造了大赛的最新纪录。
中国科学技术大学以总分73.51分位列田纳西大学诺克斯维尔分校(75.76分)之后,总分排名第三。中国大陆另一支参赛队伍华中科学技术大学在LINPACK性能测试中表现不俗,LINPACK分数排在第三位。
遗憾,与冠军失之交臂
“我们在给机器加载刀片的时候,系统功耗一瞬间超过了大赛规定的3000W,被扣掉3分,最终与冠军失之交臂。”作为中国科大曙光队的指导老师,安虹略感遗憾。
根据大赛规则,在48小时的参赛过程中,各队机器系统功耗不得超过3000W,哪怕是瞬间超过也会被算作违规。中国科大队因此被罚掉3分,总分从第一跌落至第三位。
安虹介绍说,在大赛的系统性能测试和4项应用性能测试(3个开源应用ADCIRC、NAMD和MATLAB和1个神秘题目)中,中国科大队在每个项目中都表现抢眼,拿下1项第一名和4项第二名,总分第一的成绩。系统性能好,平衡性高,这让其他参赛队伍望尘莫及。
但可惜的是,中国科大队和华中科大队在面试环节表现的不甚理想:都只拿到了4分;而美国的参赛队伍大多在8分以上。面试环节除了考验专业知识以外,更是考验表达能力和语言水平,这是中国学生的弱项。
背后,120%的付出
尽管没有拿冠军奖杯,但是安虹对学生们的表现非常满意,“他们的竞技状态是最佳的”。
在安虹看来,在4项应用性能测试中,ADCIRC是“最难跑”的。该项目中,各参赛队伍需要模拟飓风袭击新奥尔良10天中的变化过程。中国科大队的程序运行到第7天,年仅19岁的参赛选手余家辉发现了组委会给出的算例的“bug”:飓风高度超过1000米,这是不符合现实的。于是安虹让他递交组委会一份说明文档,详细说明了其中问题。这得到了评委的一致认同,最终中国科大队在该测试中取得最高分。
“这说明我们的学生对应用的理解非常好,这也是高性能计算人才非常重要的一项素质。”安虹老师欣慰地说。
可以说,除了在面试环节中的失分,以及系统耗能超标那不经意的一瞬间,中国科大队在比赛中的表现堪称完美。
这背后,是所有现场人员——指导老师、学生、曙光工程师们120%的付出。
按安虹和华中科大队指导老师石宣化教授的话说,48小时的比赛也是“体力活”,无论是老师、队员、甚至曙光工程师,体力都是一项考验。并且从中国飞到美国新奥尔良还要倒时差,“成绩都是拼出来的”。
有一个小插曲,参赛队伍所用到的仪器设备,经过长途运输到达目的地后难免受损,“每次来都要先对付机器”,安虹说,师生“围观”工程师们修缮、调试机器几乎成了每次大赛的赛前一景。
曙光公司对比赛也付出了120%的重视。曙光为两只队伍专门定制最新基于CPU+GPU架构及液冷技术的刀片服务器TC6600-LP和基于CPU GPU架构的刀片服务器TC4600-E,并派出工程师提供全程培训和现场支持。按曙光公司HPC产品总监戴荣的话说,中国队能够取得较好的成绩,除技术水平外,液冷服务器在配置上较高的平衡性也功不可没——要保证每项测试都保持领先,非常考验厂商的系统设计水平。
卓越,一步之遥
谈到中国队在面试环节的失分,安虹将其归因于教育问题。“这不是语言问题,而是文化差异的问题。这其实恰好反映了我们的学生并不是技术水平不高,而是在国际交流过程中容易吃亏。”安虹认为,中国传统的教育方式,并没有教会学生如何很好地表达自己。
“尽管技术上我们不差,但就会输在这里——不能卓越,就影响长远发展,”安虹感叹,一如企业重视产品质量的细节,大学生超算竞赛是“高手过招”,“细节决定成败,比的就是卓越。“
“中国物质基础慢慢好了,设备可以很先进,但要达到卓越,教育理念要改变。”安虹看到,在大学生超算竞赛的舞台上,尽管中国学生已经非常优秀,但还没有达到“卓越”。
所以,与其说中国队距离SC14大学生超算竞赛总分冠军仅有一步之遥,不如说优秀的队员们距离卓越就差那么一点。
当前,ISC和SC的大学生超算竞赛活动影响力越来越大,越来越多的高校开始参与进来。安虹认为,参加竞赛既是高性能计算行业产学研结合的实践,也是中国HPC人才培养的契机——教师通过参加这些比赛可以拓宽视野和计算机教学的思路,学生在系统思维方式、快速学习能力和动手能力方面能够得到训练,赞助商的付出也能收获参赛队员这样一群“极客用户”,在颇具挑战性的测试环境中对进一步优化产品技术的帮助。
结合,注重综合性人才的培养
在人才培养方面,高性能计算机作为一种工具,光是计算机专业的人会用也是远远不够的,关键得学物理的、学法律的、学材料的、学金融的人也要会用,但现实情况是,在中国高校的教学中,计算机专业教育本身可能都没有把“并行计算”放到一个足够重要的位置上来。华中科技大学计算机学院院长金海教授表示,并行计算已经是一种普适性的工具,而不是专用的,所有的计算机专业本科生都应该学,因为各行各业都会用到这种工具。实际上,在CS2013这样一个面向全球范围的计算机科学教学大纲中,就已经提出三个关键要求:一是把并行计算理念贯穿到所有课程,二是把安全理念贯穿到所有课程,三是加强包括软件和硬件在内的系统能力的培养。CS2013向全球推广了80门计算机教学示范课,其中“并行程序设计”这门课就是金海教授来编写和主讲的。金海谈到,华中科大对并行计算一直很重视,我们也希望国内各大高校也都能开通这门课程,让学生学会OpenMP,CUDA,MPI,Mapreduce等,加强对高性能计算人才的培养,并最终向材料、物理、法律等专业的学生普及高性能计算的应用。
大学生超算竞赛代表一个国家的未来发展水平,SC超算大赛的设计还是非常科学的,既测试了参赛机器系统的性能和水平,也训练了学生的综合能力,鼓励学生们参加这种比赛,为高性能计算产业的发展积蓄后备力量。
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