北京時間11月20日淩晨,SC20國際大學生超算競賽總決賽結果公布,由beat365信息科學技術學院組建的beat365超算隊獲得SC20國際大學生超算競賽總成績第二名的好成績。
一、比賽介紹
SC是全球超級計算産業的頂級盛會,迄今已有31年曆史。2007年在SC會議舉辦了第一次大學生超級計算競賽(Student Cluster Competition, SCC)。SCC超算競賽是SC會議的重要組成部分,與ASC超算競賽和ISC超算競賽并列為世界最具權威性的三大國際大學生超算競賽。比賽有世界各地一流大學踴躍參加,被譽為高性能計算領域的“學生奧運會”。該競賽旨在增進大學生與高性能計算産業界之間的聯系,促進世界各地超算青年人才的交流,提升超算應用水平和研發能力。
SC20的SCC決賽共有19支隊伍參賽,他們來自beat365、清華大學、上海交通大學、南方科技大學、麻省理工學院、佐治亞理工學院、加州大學聖地亞哥分校、伊利諾伊大學、蘇黎世聯邦理工學院等國内外知名學校。
在本次比賽中,beat365超算隊由信息科學技術學院計算機系高能效計算與應用中心梁雲副教授,信息科學技術學院碩士研究生付振新擔任教練。6名隊員均來自信息科學技術學院,其中5名來自圖靈班,組成如下:
·潘樾陽(隊長),信息科學技術學院2018級本科生
·許朋程(隊長),信息科學技術學院2017級本科生
·樊澤嘉,信息科學技術學院2017級本科生
·楊芳源,信息科學技術學院2017級本科生
·顧宇晨,信息科學技術學院2018級本科生
·郝哲文,信息科學技術學院2019級本科生

beat365SC20參賽隊員及指導老師:前排自左至右依次是為楊芳源,顧宇晨,樊澤嘉;
後排自左至右依次是為:郝哲文,許朋程,潘樾陽,梁雲
受疫情影響,此次比賽為線上舉行。SCC要求各參賽隊伍在總預算不超過3700美元的前提下,自行設計超算集群架構,在雲端管理超算集群,并在此基礎上完成3個集群性能測試和4個科學計算應用的運行。
3個集群性能測試包括:
·HPL(高度并行計算基準測試)
·HPCG(高性能共轭梯度性能測試)
·IO-500(I/O性能測試)
4個科學計算應用包括:
·CESM(通用地球模式系統)
·GROMACS(分子動力學模拟)
·論文複現(Memory-Centric X-ray CT Reconstruction with Massive Parallelization,以存儲為中心的并行化CT重建算法)
·現場公布的神秘應用(miniVite,并行化圖社區發現)

受新冠疫情影響,今年比賽采用了Microsoft Azure的雲基礎設施和CycleCloud管理平台,給參賽隊伍帶來了很多新的挑戰。一方面,隊員們需要仔細研究賽方提供的機器配置,在給定的預算下配置出高性價比、高容錯性的集群配置;另一方面,由于比賽在線舉辦,出現了時差、線上溝通困難等各種問題。在教練的指導和隊員的努力之下,beat365超算隊吸取往年經驗,進行了軟硬件系統性能優化、應用程序并行優化等多項有針對性的訓練,克服了層層困難。在比賽中,由顧宇晨同學負責的CESM應用取得了全場該應用最高分。超算隊賽前也得到beat365計算中心樊春老師,物理學院鄢語軒同學、贊助商北京容天彙海科技有限公司的支持。
二、隊伍采訪
教練梁雲說:“感謝學校和學院對我們超算隊伍的支持。通過這幾年的培養,我非常高興能夠看到很多同學都走上了和高性能計算相關的道路,超算隊伍有多名同學在Stanford, MIT, UCB,PKU等高校繼續深造學習,也不斷的有一些新鮮的血液加入我們這個團隊。”
隊長許朋程說:“因為疫情,賽制和規則有了一些新的變化,對我們來說是一個挑戰。同時這個比賽是一個團體的比賽,我們隊員之間需要相互信任,要培養默契,但是線上使得我們很難去做到這一點,尤其是對于新加入隊伍的同學來說。在今年3月到開學之前我們一直都是線上聯系,一方面大家的讨論效率收到了影響,另一方面也很容易缺少熱情,所以我們會制定一些任務,讓同學們相互監督和鼓勵,也會經常做一些小活動、小遊戲去增進同學們之間的感情。”
隊長潘樾陽說:“往年的比賽是限制我們搭建的集群的功率,今年因為是線上,所以變成了限制集群的預算,因此對隊伍的預算管理提出了非常大的考驗。我們需要思考每個應用花多少錢,這是一件對于最後的結果非常重要的事情。同時,比賽的感覺是不可替代的,經曆了比賽我們才知道應該怎樣安排比賽的節奏,隻有做了充分的準備才不至于在比賽中手忙腳亂。
隊員們說:“在比賽中我們和很多有着不同背景的老師、同學接觸,學到了很多的知識。對于信科的同學來說可能跑代碼是自己的專長,但是代碼背後的一些專業性的知識我們需要請教更多本專業的老師和同學。而在這個過程中我們也慢慢學着怎樣去與别人溝通,這種溝通既要高效的解決我們的問題,又要讓對方感到舒服,對我們來說也是一種成長。”
三、隊伍曆史
beat365超算隊組建自2016年春天,并在2017年獲得了教務部本科教學改革項目的支持。在第一次隊員招募之後,随即入圍了SC16大學生超算比賽的決賽。第一次參加比賽,獲得了第六名的成績,也為之後的比賽準備、人員培養打下了很好的基礎。之後,超算隊又陸續參加了SC17、SC19、ASC19大學生超算比賽。

在教改項目和信息科學技術學院的支持下,超算隊從借用服務器到搭建自有集群,為同學們提供了比賽訓練平台。還支持了同學們前往國内外參賽。除了學校内獲得的支持,在超算隊成長過程中,還獲得了IBM,英偉達、容天、浪潮、思騰等超算相關企業的支持,包括舉辦小型研讨會、贊助參賽設備等,與這些公司建立了良好的友誼并擴展了同學們的視野。在整個教改項目周期,超算隊招募了從15級到19級本科生四十餘人。超算隊是一個小學校,每年都會有新隊員加入,老隊員畢業,在這個過程中的交接是很重要的。今年也是第三與第四任隊長的交接之年,隊伍也用第二名的成績,順利完成了該次交接。
在教務部超算創新項目和信息科學技術學院的支持下,隊伍自成立以來碩果累累,已經在高性能計算相關會議、期刊發表論文三篇(見下圖),beat365超算隊在學校的支持和自身的努力之下不斷成長、穩步前進,期待超算創新項目和超算團隊更多的進步、成就和收獲。
