當地時間11月17日，第(di)28屆國際超(chao)級(ji)計算(suan)機大(da)會(hui)（The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis, 簡(jian)稱SC）在美國鹽湖(hu)城落下帷幕(mu)。在會(hui)議期間舉(ju)辦的第(di)十屆大(da)學(xue)生超(chao)算(suan)競(jing)賽（Student Cluster Competition，簡(jian)稱SCC），經過為期一周(zhou)的激烈角逐(zhu)，188bet足球代表隊包攬了總分和最高LINPACK性能(neng)兩項冠(guan)軍(jun)，成為SC大(da)學(xue)生超(chao)算(suan)競(jing)賽自2007年(nian)舉(ju)辦以來的首個(ge)雙料冠(guan)軍(jun)隊。
圖1 中(zhong)國金宝搏入口188超算(suan)鴻雁(yan)隊登臺領獎
SC是全(quan)球(qiu)超(chao)級計(ji)算(suan)的(de)頂級盛會(hui)(hui)，今年有約一萬五(wu)千(qian)人參(can)(can)(can)會(hui)(hui)。會(hui)(hui)議(yi)期(qi)間最引人注目的(de)是頒布(bu)全(quan)球(qiu)超(chao)級計(ji)算(suan)機TOP500排(pai)行榜、大(da)學(xue)(xue)生超(chao)算(suan)競賽(sai)(sai)(sai)結果，以及(ji)頒發被(bei)譽為(wei)超(chao)算(suan)領(ling)域諾(nuo)(nuo)貝爾獎的(de)戈登貝爾獎。隨著SC-SCC進(jin)入第十個年頭，該項賽(sai)(sai)(sai)事的(de)影響力也在(zai)不斷增加(jia)，競爭愈(yu)加(jia)激烈，入圍決(jue)賽(sai)(sai)(sai)的(de)每支參(can)(can)(can)賽(sai)(sai)(sai)隊(dui)(dui)伍都實力雄厚。今年5月，各參(can)(can)(can)賽(sai)(sai)(sai)隊(dui)(dui)的(de)初賽(sai)(sai)(sai)方案經過(guo)18位評(ping)(ping)審(shen)(shen)專(zhuan)家的(de)嚴格評(ping)(ping)審(shen)(shen)，最后(hou)決(jue)出(chu)來自(zi)(zi)美國(guo)(guo)、中國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、南美、新(xin)加(jia)坡和(he)(he)臺灣地區的(de)14支隊(dui)(dui)伍參(can)(can)(can)加(jia)決(jue)賽(sai)(sai)(sai)。這(zhe)些隊(dui)(dui)伍中有包括(kuo)(kuo)來自(zi)(zi)美國(guo)(guo)麻(ma)省理工(gong)、伊利諾(nuo)(nuo)伊大(da)學(xue)(xue)厄巴納-香檳分校、波(bo)士(shi)頓大(da)學(xue)(xue)等世(shi)界強(qiang)校的(de)代(dai)表隊(dui)(dui)，也包括(kuo)(kuo)曾(ceng)獲得(de)過(guo)SCC優(you)異(yi)成(cheng)績的(de)世(shi)界強(qiang)隊(dui)(dui)。其中，臺灣清(qing)華(hua)大(da)學(xue)(xue)代(dai)表隊(dui)(dui)曾(ceng)在(zai)SC10和(he)(he)SC11連續(xu)兩(liang)次獲得(de)過(guo)總分冠(guan)軍(jun)，在(zai)SC07、SC08和(he)(he)SC14三(san)次獲得(de)過(guo)Linpack性(xing)能(neng)冠(guan)軍(jun)；德克薩(sa)斯(si)大(da)學(xue)(xue)奧(ao)斯(si)汀分校代(dai)表隊(dui)(dui)曾(ceng)在(zai)SC12、SC13、SC14連續(xu)三(san)次獲得(de)過(guo)總分冠(guan)軍(jun)，在(zai)SC10獲得(de)過(guo)Linpack性(xing)能(neng)冠(guan)軍(jun)。中國(guo)(guo)大(da)陸(lu)今年有來自(zi)(zi)中國(guo)(guo)金宝搏入口188、北京大(da)學(xue)(xue)和(he)(he)華(hua)中金宝搏入口188的(de)三(san)支隊(dui)(dui)伍入圍決(jue)賽(sai)(sai)(sai)。
圖2 SC16大學生超算競(jing)賽全體(ti)參賽隊員合影
中(zhong)(zhong)(zhong)國金宝搏入口188超算鴻(hong)雁隊SC16-SCC參賽(sai)(sai)隊組建(jian)于2016年(nian)4月，共有6名參賽(sai)(sai)隊員，由計(ji)算機學(xue)院(yuan)安虹教授擔任(ren)(ren)主教練，計(ji)算機學(xue)院(yuan)的(de)研(yan)二學(xue)生(sheng)徐(xu)啟澤、廖陳志和(he)周鑫擔任(ren)(ren)助理(li)教練。隊員中(zhong)(zhong)(zhong)大三(san)(san)學(xue)生(sheng)莊思源、莊詩銘、曾(ceng)健(jian)、楊德(de)中(zhong)(zhong)(zhong)4人(ren)來自(zi)計(ji)算機學(xue)院(yuan)；計(ji)算機專(zhuan)業的(de)大三(san)(san)學(xue)生(sheng)曹(cao)煥(huan)琦和(he)凝聚態物理(li)專(zhuan)業的(de)大三(san)(san)學(xue)生(sheng)張(zhang)浩2人(ren)來自(zi)少年(nian)班(ban)學(xue)院(yuan)，曹(cao)煥(huan)琦年(nian)僅17歲。隊員們在(zai)(zai)完成正常(chang)學(xue)習任(ren)(ren)務的(de)同時(shi)，經歷了(le)6個(ge)月高強(qiang)度(du)的(de)艱苦訓練，放棄了(le)整個(ge)暑假和(he)國慶假期(qi)的(de)休息時(shi)間，完成了(le)參賽(sai)(sai)系統的(de)設計(ji)與性能(neng)優化(hua)、參賽(sai)(sai)應用(yong)的(de)分析與性能(neng)優化(hua)、算法設計(ji)與軟件實現、技術展示制作和(he)現場答辯準(zhun)備等多項訓練任(ren)(ren)務。在(zai)(zai)備賽(sai)(sai)的(de)最后一周，還經受(shou)了(le)48小時(shi)不間斷的(de)模擬訓練，調整心理(li)狀態和(he)競賽(sai)(sai)策略。
圖(tu)3 全體赴(fu)美參賽(sai)學生(sheng)
美(mei)國時間11月(yue)12日(ri)下午(wu)，隊(dui)員(yuan)們(men)到達了(le)(le)(le)(le)SC16舉辦地鹽湖(hu)城鹽宮會展中心，要在(zai)不(bu)到兩天的(de)時間里完成(cheng)(cheng)從安裝(zhuang)(zhuang)CPU和(he)內(nei)存(cun)條(tiao)開始的(de)參賽系統組裝(zhuang)(zhuang)和(he)調試(shi)(shi)。盡管隊(dui)員(yuan)們(men)在(zai)訓練過(guo)程準備了(le)(le)(le)(le)各(ge)種應(ying)對突發情況的(de)預案(an)，但是(shi)在(zai)競(jing)賽現場(chang)還是(shi)遇到了(le)(le)(le)(le)一(yi)系列預想不(bu)到的(de)困難。“廠商(shang)忘記把CPU托運(yun)過(guo)來了(le)(le)(le)(le)！”，“GPU卡插上了(le)(le)(le)(le)系統找不(bu)到！”，“內(nei)存(cun)條(tiao)不(bu)識別，必須重插！”，“交換機(ji)總是(shi)調不(bu)通！”，“兩路PDU供電不(bu)均勻(yun)，功耗壓不(bu)住！”……問題一(yi)個(ge)接(jie)著(zhu)一(yi)個(ge)。等隊(dui)員(yuan)們(men)費盡周折完成(cheng)(cheng)全(quan)部參賽系統的(de)配(pei)置和(he)調試(shi)(shi)，已經是(shi)14日(ri)正式競(jing)賽當(dang)天凌晨近3點了(le)(le)(le)(le)。
“必(bi)須在比賽開始前完成Linpack和(he)(he)HPCG性能測(ce)試！曹(cao)煥(huan)琦(qi)留下(xia)(xia)來測(ce)，其它人先回去睡覺，張浩和(he)(he)曾健5點回來測(ce)你們的(de)應(ying)用。”安虹老(lao)師下(xia)(xia)達了不(bu)容商量的(de)命令。經過(guo)(guo)兩個多(duo)小時(shi)的(de)手工調參，曹(cao)煥(huan)琦(qi)想盡一(yi)切辦(ban)法(fa)，一(yi)步(bu)步(bu)壓著3000W的(de)功耗線，將Linpack性能從最初的(de)21.6TFlops穩步(bu)提升(sheng)到31.21TFlops，將HPCG性能從最初的(de)800.9Gflops提升(sheng)到821.7Gflops，終(zhong)于超過(guo)(guo)了隊員們的(de)預期(qi)。
圖(tu)4 競賽現場
面對每(mei)一(yi)次(ci)(ci)參(can)(can)賽(sai)(sai)(sai)都會(hui)遇到的(de)(de)(de)(de)各(ge)種困(kun)難，安虹老(lao)師感(gan)慨地說：“SCC競賽(sai)(sai)(sai)，玩的(de)(de)(de)(de)就是心跳！我(wo)們沒有哪一(yi)次(ci)(ci)是順順當(dang)當(dang)完成比賽(sai)(sai)(sai)的(de)(de)(de)(de)！”其(qi)實許(xu)多(duo)其(qi)它(ta)參(can)(can)賽(sai)(sai)(sai)隊也曾和金宝搏入口188代表隊一(yi)樣，遇到過各(ge)種各(ge)樣的(de)(de)(de)(de)困(kun)難。“正因為競賽(sai)(sai)(sai)過程中會(hui)出現許(xu)許(xu)多(duo)多(duo)的(de)(de)(de)(de)意外(wai)，才使(shi)得(de)這項(xiang)(xiang)賽(sai)(sai)(sai)事如(ru)此令人(ren)興奮！”。從組裝參(can)(can)賽(sai)(sai)(sai)系統到完成各(ge)項(xiang)(xiang)競賽(sai)(sai)(sai)任務，有的(de)(de)(de)(de)隊員(yuan)連續兩天(tian)只睡了幾(ji)個小時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)覺(jue)，不(bu)得(de)不(bu)承認“高考也沒這么累過！”。“人(ren)生能(neng)(neng)有幾(ji)回博！盡管(guan)我(wo)不(bu)贊成學生平時(shi)(shi)學習打疲勞戰(zhan)，要會(hui)學也要會(hui)玩。但偶爾(er)經歷一(yi)次(ci)(ci)心理和體能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)考驗，能(neng)(neng)讓學生發現自(zi)己(ji)從未開發的(de)(de)(de)(de)潛(qian)力，獲(huo)得(de)一(yi)次(ci)(ci)難忘的(de)(de)(de)(de)人(ren)生經歷！”安虹老(lao)師對隊員(yuan)們勇于拼博、吃苦耐勞、追求卓越(yue)的(de)(de)(de)(de)精(jing)神感(gan)到十分驕(jiao)傲。
圖5 第十屆大學生超算(suan)競賽慶典(dian)，中國(guo)金宝搏入口188超算(suan)鴻雁隊首任隊長(chang)李豐成為大賽影(ying)響力的典(dian)型代表
本次競(jing)賽(sai)，組委會全面改革了競(jing)賽(sai)規則，對參(can)(can)賽(sai)隊(dui)(dui)提出了更(geng)大的(de)(de)(de)(de)挑戰，更(geng)加強(qiang)調(diao)求解問(wen)題的(de)(de)(de)(de)真實性(xing)，全面考(kao)察學(xue)生分(fen)(fen)析問(wen)題和學(xue)術交(jiao)流(liu)的(de)(de)(de)(de)能力。“其(qi)實，中國(guo)金宝搏入口188這(zhe)(zhe)次贏得并不輕松(song)。SCC歷史上成績最好的(de)(de)(de)(de)兩支隊(dui)(dui)伍(wu)(wu)臺灣清華大學(xue)代(dai)表(biao)(biao)隊(dui)(dui)和德(de)克薩斯大學(xue)奧斯汀分(fen)(fen)校代(dai)表(biao)(biao)隊(dui)(dui)這(zhe)(zhe)次都入圍決賽(sai)，有些(xie)隊(dui)(dui)伍(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)參(can)(can)賽(sai)設備看上去比(bi)我們的(de)(de)(de)(de)更(geng)先(xian)進。”在本次競(jing)賽(sai)的(de)(de)(de)(de)七個(ge)(ge)大項25個(ge)(ge)小項的(de)(de)(de)(de)競(jing)賽(sai)中，中國(guo)金宝搏入口188最終取得了Linpack和HPCG性(xing)能測(ce)試(shi)、ParaView計算(suan)可(ke)視化應(ying)用、宏基因(yin)組學(xue)應(ying)用三(san)個(ge)(ge)大項的(de)(de)(de)(de)滿分(fen)(fen)或(huo)最高分(fen)(fen)；密碼破譯應(ying)用、神密應(ying)用Gromacs以(yi)及學(xue)術交(jiao)流(liu)和技術展(zhan)示三(san)個(ge)(ge)大項也排名靠(kao)前(qian)(qian)，現(xian)場答辯項沒有再像以(yi)前(qian)(qian)那(nei)樣出現(xian)比(bi)較大的(de)(de)(de)(de)丟分(fen)(fen)。安虹賽(sai)前(qian)(qian)反復告誡隊(dui)(dui)員：“高手過招，細節決定(ding)成敗(bai)！”隊(dui)(dui)員們這(zhe)(zhe)次做到(dao)了。
本次(ci)競賽(sai)(sai)(sai)，中國金宝搏入口188主要采用(yong)(yong)了(le)超微（SuperMicro）提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)SuperServer SYS-4028GR-TR服務器，英偉達（NVIDIA）提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)TESLA P100 GPU加速卡，藍海創意(yi)云(yun)提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)NVIDIA GTX 1080加速卡，和(he)(he)(he)邁絡思(si)（Mellanox）提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)100Gb/s Switch EDR IB交換機，面向今年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)競賽(sai)(sai)(sai)應(ying)用(yong)(yong)和(he)(he)(he)系(xi)統性能測(ce)試基(ji)(ji)準(zhun)程(cheng)序構建(jian)了(le)一(yi)(yi)套平衡折衷的(de)(de)(de)(de)(de)參賽(sai)(sai)(sai)系(xi)統。深圳寶通(tong)公司(si)和(he)(he)(he)蘇(su)州超集公司(si)為(wei)本次(ci)參賽(sai)(sai)(sai)提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)了(le)訓練用(yong)(yong)系(xi)統和(he)(he)(he)設(she)備。并行(xing)(xing)科(ke)技公司(si)提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)了(le)自主開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)并行(xing)(xing)分(fen)析和(he)(he)(he)優化(hua)(hua)軟件用(yong)(yong)于深入地(di)理(li)解系(xi)統和(he)(he)(he)應(ying)用(yong)(yong)特性。來自美國能源部(bu)聯(lian)合(he)基(ji)(ji)因研究所（DOE JGI）和(he)(he)(he)中國科(ke)學院國家(jia)天文臺(tai)（NAOC）等單位的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)學家(jia)，為(wei)隊(dui)員(yuan)們提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)了(le)理(li)解應(ying)用(yong)(yong)問題的(de)(de)(de)(de)(de)背(bei)景知(zhi)識。在(zai)所有贊助(zhu)廠商和(he)(he)(he)科(ke)學家(jia)們的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)力支(zhi)持下，中國金宝搏入口188本次(ci)競賽(sai)(sai)(sai)成(cheng)(cheng)功(gong)打破了(le)參賽(sai)(sai)(sai)系(xi)統Linpack性能測(ce)試的(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界記錄(lu)，創下了(le)31.15TFlops的(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)新(xin)高(gao)，比現有SC-SCC最(zui)高(gao)記錄(lu)徑直(zhi)提(ti)(ti)升了(le)2.5倍(bei)。在(zai)SC16-SCC組委會提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)份記錄(lu)了(le)歷次(ci) SCC競賽(sai)(sai)(sai)LINPACK第一(yi)(yi)名成(cheng)(cheng)績的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析中可(ke)以(yi)看到，同(tong)樣(yang)是(shi)在(zai)3000瓦功(gong)率約束下，最(zui)高(gao)LINPACK性能由2015年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)最(zui)高(gao)10TFLOPS，進步到2016年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)31TFLPOS，一(yi)(yi)年(nian)(nian)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)比過去九年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)進步還多(duo)了(le)2倍(bei)多(duo)，取得(de)(de)了(le)歷史(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)突破。針對ParaView應(ying)用(yong)(yong)算例，當大(da)部(bu)分(fen)參賽(sai)(sai)(sai)隊(dui)伍(wu)不得(de)(de)不犧牲計算精(jing)度以(yi)求在(zai)數小時內完成(cheng)(cheng)可(ke)視(shi)化(hua)(hua)任務的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，中國金宝搏入口188只用(yong)(yong)20分(fen)鐘便(bian)可(ke)獲得(de)(de)高(gao)分(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)視(shi)化(hua)(hua)結果(guo)，取得(de)(de)第一(yi)(yi)名的(de)(de)(de)(de)(de)好成(cheng)(cheng)績。
圖6 中國金宝搏入口188打(da)破了(le)參賽(sai)系統Linpack性能測試的世界記(ji)錄
在11月17日的(de)大會(hui)頒獎典禮上，SC16組委會(hui)最終宣布中(zhong)國金宝搏入口188獲得(de)了(le)(le)SCC競賽10年歷史上的(de)首個(ge)雙(shuang)料冠軍，中(zhong)國團(tuan)隊也(ye)首次獲得(de)戈(ge)登貝爾獎。與(yu)會(hui)專家稱，SC16大會(hui)上，中(zhong)國在超(chao)級計算(suan)系統研(yan)制、應用(yong)和教育領(ling)域(yu)贏得(de)了(le)(le)大滿(man)貫。
感(gan)謝所有(you)為中國(guo)金宝搏入口188本次參賽提供(gong)設(she)備和技術支(zhi)持的廠商和研究機構(gou)，感(gan)謝對中國(guo)金宝搏入口188HPC教(jiao)育提供(gong)長(chang)期(qi)支(zhi)持的國(guo)內同(tong)行。
（計算(suan)機科學(xue)與技術學(xue)院）
