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清華95后超算團隊:“大滿貫”背后的最強戰力

發布時間:2018-12-03 05:52 來源:中青在線 作者:葉雨婷

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  美國當地時間11月15日,當組委會賽事主席約翰·卡澤宣布清華大學計算機系超算團隊獲得2018國際大學生超級計算機競賽(SC18)冠軍時,觀眾席上幾位身穿藍色隊服的年輕人攥住了拳頭,興奮地蹦起來。

  總分88.398分(滿分100分),高出第二名新加坡南洋理工大學11.518分。這是清華大學計算機系于紀平、余欣健、何家傲、鄭立言、趙成鋼和交叉信息院婁晨耀6名本科生的最終成績。

  至此,在2018年三大國際大學生超算競賽ASC、ISC和SC中,清華大學超算團隊包攬了全部三項競賽的總冠軍,實現了繼2015年后的又一次“大滿貫”。這也是清華大學超算隊伍在此三大國際性大學生超算競賽中累計獲得的第11項冠軍。

  挑戰,從賽前開始

  據了解,全球超級計算大會(Supercomputing Conference,簡稱SC)是國際超算領域的頂級會議,國際影響力巨大。作為會議的重要組成部分,SC比賽是超級計算機領域的頂級賽事,每年舉辦一次,吸引著世界很多國家和地區的眾多高校學子。

  在本次被行內譽為超算界的“F1競賽”中,共有來自全球15所高校的本科大學生組隊參賽,清華大學是唯一一所參賽的中國內地高校。參賽選手不僅需要擁有先進的硬件設備,還要對相關科學領域的應用有深刻的理解,在高性能計算方面有扎實的基本功,以及極佳的現場應對策略及語言表達能力等。

  今年暑假,作為此次比賽的隊長,于紀平就開始聯系贊助,和學校協調機器的各種問題。

  對于剛上大三的鄭立言來說,這次是他第一次去現場參加比賽,內心非常激動。和其他隊員比起來,開朗的鄭立言如他的名字一般能言善道。他在比賽中負責現場回答有關核裂變鏈式反應的穩態求解與模擬的相關問題,以及團隊項目的演講,他因此還提前看了很多核物理方面的書。

  參加比賽的過程并不是一帆風順。出發前,本來集結好的6人隊伍卻由于主力隊員唐適之的簽證問題,不得不在行前臨時更換了成員。這迫使團隊把早已計劃好的比賽策略推翻重來。于紀平回想起當時的情景,“心里本來挺沒底的,但還是要硬著頭皮上,相信大家的實力”。

  這對于“臨危受命”的大四學生余欣健來說同樣“驚險”。沉穩,不善言談,臉上總掛著微笑的他給人的第一印象就是“靠譜”。的確,他去年參加過大型比賽,經驗豐富,隊友如今對他的評價也是“五星好評”。

  “比賽前兩天的下午,我剛下課就接到老師打來的電話,他問我有沒有時間參加SC,我問什么時候走?老師說是后天。第二天我就趕緊去辦出國的手續,和隊員們了解了這次的比賽內容,第三天就出發了。當時的感覺是很忐忑,希望不要拖后腿。”余欣健對中國青年報·中青在線記者說。

  48小時的戰役

  美國時間11月9日晚上,團隊抵達美國達拉斯。

  “我們周五把機器裝箱打包運到美國,周六周日一直在安裝機器,調試到最優的狀態。”翟季冬介紹說,周一早上先進行基準測試程序,測到下午5:30。在這之后,周一晚上7:00開始到周三晚上7:00為正式比賽時間,要求機器運行48小時不間斷,不能再對機器進行任何配置的修改。

  在這48小時中,參賽隊伍需要在3000瓦功率內搭建計算機集群系統,并在集群系統上進行6個應用程序的性能比拼。除了考察成員的計算機“腦力”,比賽設置了采訪、參會、海報設計等環節,成員需在比賽中向評委介紹自己優化的應用和正在進行的軟件優化設計。團隊還需要在48小時內完成一篇在國際權威雜志具有發表能力的英文論文。

  與其他兩個大賽不同的是,SC大賽還有隨機斷電環節的設置。

  “什么時候斷、斷幾次都是未知。”于紀平告訴中國青年報·中青在線記者。正因為如此,他決定48小時不離開比賽現場,甚至睡在地上。

  一次,隊友在比賽場地找不到于紀平,幾個人轉了一圈才發現,這個身高超過180cm的大小伙子正蜷縮著身子,睡在了一個寬僅有60cm左右的長桌下面,撩開桌布才能看見。“其實比賽中是可以回酒店休息的,但是回去需要步行20多分鐘,我不放心,所以干脆就睡在這了。我們要保證48小時場地里始終有醒著的人”。

  這次大賽是在第一天晚上12點斷電。斷電后組委會要求所有參賽隊伍把插頭拔下來檢查。團隊除了拔插頭不能進行任何操作。于紀平表示,當時機器的一個鏈狀結構出現了問題,由于比賽規定不能碰機器,不能檢查線纜,只能通過遠程的方式檢測。“我們正在排查故障的時候斷電了。斷電重啟后,故障竟然消失了”。

  幸運不會一直陪伴著團隊,隨著比賽的深入,挑戰接踵而來。

  比賽期間,比賽規則的突然調整讓經驗豐富的于紀平也措手不及。于紀平回想起當天的“驚險”經歷仍然心有余悸。“因為HPL(直譯為高性能線性系統軟件包)跑完電腦功耗已經很大,電腦過熱將影響緊接著的HPCG(直譯為高性能共軛梯度)的速度。連續跑完兩項測試大概需要40分鐘到1個小時的時間,大約下午4點半我得到的結果我不太滿意,所以又重新跑了一次,很驚險地在結束的那一刻上交了成績。”

  興趣是最大的戰斗力

  對于這些年輕人來說,輸與贏并不會改變他們與老師同學們的關系,也不會讓他們省去比賽期間耽誤的考試和作業,更不會改變他們對于超算的熱愛和夢想。興趣,成為這個團隊成員的最大動力。

  正如成員鄭立言所說,“我們要讓一個程序不停地優化,讓它跑得更快,還要降低功耗需求,我覺得特別有趣。”

  “從進入清華就拜托班主任打聽超算團隊了。”大學剛入學,成員趙成鋼就對超算產生了濃厚的興趣,從參加組會、熟悉規則到做外圍支援,從優化程序、操控機器到訓練臨場應變,一年多之后,剛剛上大學二年級的他就進階為正式隊員。

  翟季冬介紹,同學們在日常培訓中會表現出不同的興趣。“比如紀平、欣健對硬件感興趣,成鋼、晨耀在程序優化和程序分析方面有很大的發揮空間,立言和家傲的英文表達非常好……我們會在比賽中極力去發掘和培養他們的特長。”

  然而在清華,即使是參加這種規格的國際賽事,老師們也不會允許同學們落下應該完成的功課。于是在比賽現場和返程的飛機上,鄭立言、何家傲等人一直在寫作業。

  “賽前、賽中、賽后,我最大的感受就是缺覺。”鄭立言笑著對中國青年報·中青在線記者說,當時機器在身邊跑著程序,等待中的他便開始寫“編譯原理”等課程的作業。這兩天,他每天都是凌晨4點才睡,仍是為了寫作業。

  比賽的收獲也可以是感性的。鄭立言說,收獲有很多方面,除了在與專業人士的交流上,還有友誼上的收獲。“這14支參賽隊,有的隊伍中華人比較多,我們在比賽中和其他的選手也有很多交流,賽前、賽中我們會討論解決技術問題,比賽后我們還會一起加微信、約吃飯,我們通過這場比賽與選手們結下友誼。

  在比賽的過程中,團隊成員們也對自己的未來規劃有了更深的認識。

  何家傲告訴中國青年報·中青在線記者,這次比賽中自己有幸聆聽了多場講座,“一位高性能計算領域的行業專家給大家分享了自己的專業如何為社會貢獻。這些前輩的人生歷程很具指導作用。我才發現原來自己有很多事情可以去做。我現在研究記憶學習,經過這一次比賽的經歷,我明白了自己未來可以在哪些方向發力。”

【編輯:黃易清】
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