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從27到300, 當(dāng)ASC成為超算人才的激活劑

2019/04/29
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就在昨天,超算界的盛事 2019 ASC 世界大學(xué)生超級計(jì)算機(jī)競賽(以下簡稱 ASC19)在大連落下了帷幕。本屆 ASC19 由亞洲超算協(xié)會、浪潮集團(tuán)和大連理工大學(xué)聯(lián)合舉辦,全球 300 余支高校代表隊(duì)報名。歷經(jīng) 5 天的決賽之后,兩岸清華大學(xué)分別獲得了冠亞軍,中山大學(xué)摘得 e Prize 計(jì)算挑戰(zhàn)獎,北京航空航天大學(xué)獲得最高計(jì)算性能獎,中山大學(xué)、太原理工大學(xué)、香港中文大學(xué)和德國埃爾朗根 - 紐倫堡大學(xué)成為 ASC 歷史上首個“超級團(tuán)隊(duì)對抗賽”優(yōu)勝者。
 
 
這次的 ASC19 如同一個縮影,在 “超算”“大連理工”“浪潮集團(tuán)”這些關(guān)鍵詞中,聚集了尖端技術(shù)、高校、科技企業(yè)三方角色——儼然是典型的產(chǎn)學(xué)結(jié)合活動。
 
在科技企業(yè)爭先搶后走入高校的今天,我們或許可以從這次 ASC19 之中嘗試解讀產(chǎn)學(xué)結(jié)合的關(guān)鍵密碼,看看 ASC 之于高校、之于科技企業(yè)和超算產(chǎn)業(yè),都起到了哪些作用。
 
從 27 到 300,
當(dāng) ASC 成為超算人才的激活劑
毋庸置疑的是,ASC 的存在,極大地激發(fā)了中國乃至世界超算產(chǎn)業(yè)的人才活力。
 
超算產(chǎn)業(yè)本身具有一定的特殊性,超算作為一種計(jì)算方式,可以被用來解決多領(lǐng)域的計(jì)算問題,也就需要多領(lǐng)域的跨專業(yè)人才。同時超算作為一種工具,從認(rèn)識到熟悉其系統(tǒng),本身也是一個漫長而復(fù)雜的過程,在人才培養(yǎng)上周期相對更長。而且超算應(yīng)用成本至今相對較高,不是所有高校都有條件讓學(xué)生切實(shí)接觸到時下先進(jìn)的超算系統(tǒng),目前不論是中國還是國外,都很少有高校在本科階段開設(shè)超算相關(guān)專業(yè)。
 
這時 ASC 這種賽事的存在,就可以從廣度和深度上盤活超算的人才活力。
 
從廣度上來講,ASC 組委會委員劉軍提到了這樣一組數(shù)字:在 2012 年競賽中,僅有 27 所高校派出代表隊(duì)參加,而在最近幾年,每年都有 300 所以上跨越全球的高校隊(duì)伍參與。
 
 
ASC 通過在多個城市的不同高校巡回舉辦,發(fā)揮自身的影響力,讓很多高校意識到了超算的重要性,也培養(yǎng)了很多年輕學(xué)生對于超算的興趣和認(rèn)知。尤其對于一些遠(yuǎn)離核心經(jīng)濟(jì)圈,相對與超算接觸機(jī)會較少的高校來說,ASC 的舉辦打開了一個雙向窗口,讓這些高校學(xué)生可以接觸先進(jìn)的系統(tǒng)和硬件,也讓更多人認(rèn)識到這些高校在超算方面的實(shí)力。
 
例如在 2017 年,來自山東的濰坊學(xué)院就成功的進(jìn)入了決賽并打破了 HPL 的世界紀(jì)錄,讓外界了解到原來在這座小城市中也有很多高校學(xué)子在關(guān)注并參與著超算產(chǎn)業(yè)。
 
從深度上來講,清華大學(xué)的案例是十分典型的。這次參與比賽的清華大學(xué)隊(duì)員提到,自從參與了 ASC 以來,每年比賽隊(duì)伍里都會有一到兩位同學(xué)在本科畢業(yè)的時候選擇在課題組繼續(xù)深造來讀 PHD。通常情況下學(xué)生們需要一到兩年的時間來熟悉超算系統(tǒng)和相關(guān)基礎(chǔ)知識,但這些參與過 ASC 的學(xué)生因?yàn)橐呀?jīng)有了相關(guān)積累,基本一進(jìn)入課題組就能接觸研究工作。
 
可以說 ASC 選擇在本科階段就對學(xué)生進(jìn)行歷練,不僅擴(kuò)大了高校人才培養(yǎng)體系的入口,也大大縮短了人才培養(yǎng)的過程,如同一劑“激活劑”極大的提升了超算人才生態(tài)的活力。
 
搭起天梯,讓超算走向應(yīng)用沃土
從超算的 Top 500 榜單來說,其中有 45%的超算都來自中國,加上位列第三的神威·太湖之光和位列第四天河 2 號,中國在超算技術(shù)方面的實(shí)力已然毋庸置疑。
 
但超算的本質(zhì)的是工具、是能源,工具和能源只有被投入于豐富的應(yīng)用場景中,才能發(fā)揮出真正的作用。ASC 存在的另一大作用,就是幫助引導(dǎo)超算產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)實(shí)場景問題的緊密貼合,例如關(guān)注現(xiàn)實(shí)場景中的應(yīng)用問題、注重能源成本等現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵要素等等。
 
從 ASC14 開始推出了一項(xiàng)“e Prize 計(jì)算挑戰(zhàn)獎”,用以表彰那些應(yīng)用性能優(yōu)化出色的隊(duì)伍。從歷年來這一獎項(xiàng)的題目設(shè)置,也能看出 ASC 正在源源不斷的利用超算解決各種各樣的現(xiàn)實(shí)問題。比如 2014 年對中國石油東方地球物理公司自主研發(fā)軟件的優(yōu)化,幫助提升石油勘探效率。
 
 
在今年,決賽不僅將課題設(shè)置在了人工智能人臉超分辨率重建、地球系統(tǒng)模式 CESM、基因測序組裝軟件 wtdbg、神秘應(yīng)用聲子計(jì)算軟件 ShengBTE 等前沿科學(xué)與工程應(yīng)用上,關(guān)注 AI、氣候、基因測序等等極具應(yīng)用價值的問題,同時還要求參賽隊(duì)伍在 3000 瓦功耗約束下自行設(shè)計(jì)超算系統(tǒng),對于功耗條件進(jìn)行限制,也就無形中增強(qiáng)了超算系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用性,不僅能解決問題,還能高性價比地解決問題。
 
超算排名本身只是一種象征、一種符號,真正能將高性能計(jì)算的力量發(fā)揮出來,提升基礎(chǔ)科學(xué)和前沿科學(xué)的實(shí)力,才能真正證明中國超算的能力。在這一過程中,ASC 如同一架天梯,將科研與應(yīng)用兩個世界緊緊連接。
 
當(dāng)超算燎原 AI:點(diǎn)燃星火的 ASC
最后,我們想來談?wù)劤闩c AI 之間的關(guān)系。
 
和很多科技企業(yè)一樣,近年來 AI 已經(jīng)成為了浪潮的重要發(fā)力方向。浪潮一直在發(fā)揮著自己在服務(wù)器和硬件存儲技術(shù)的優(yōu)勢,從推出適用于 AI+HPC 計(jì)算的服務(wù)器,到打造涵蓋端到端解決方案、優(yōu)化框架、管理套件和 AI 計(jì)算平臺的浪潮全棧式 AI 系統(tǒng),浪潮已經(jīng)在 AI 趨勢中找到了一個精準(zhǔn)的切入點(diǎn)。
 
超算與 AI,同樣也具有天然的匹配性?,F(xiàn)如今我們所應(yīng)用的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí),無一不是建立在海量數(shù)據(jù)之上進(jìn)行挖掘,計(jì)算能力越強(qiáng),AI 算法運(yùn)行、訓(xùn)練和研發(fā)的效率也會越高。尤其在未來 IoT 普及發(fā)展的大勢之下,傳感器越來越多將會帶來數(shù)據(jù)量的指數(shù)級暴漲。這時超算的高性能計(jì)算能力,就可以發(fā)揮出至關(guān)重要的作用。
 
但應(yīng)用上全新的計(jì)算系統(tǒng),遠(yuǎn)不是我們想象中增加幾個處理器那么簡單。而是需要重新打造軟件生態(tài)、打磨計(jì)算框架包括讓從業(yè)者熟悉全新的計(jì)算系統(tǒng)。如果等到數(shù)據(jù)量暴增,現(xiàn)有計(jì)算模式無法承受時才去從零開始這一流程,顯然是對 AI 產(chǎn)業(yè)發(fā)展極大的不利。
 
這時,浪潮這樣既在超算產(chǎn)業(yè)中有深入布局,又在 AI 產(chǎn)業(yè)緊密布局的企業(yè),就有責(zé)任和機(jī)會連通兩者。而 ASC 這樣的賽事,就是絕好的機(jī)會。
 
 
從 2016 年開始,ASC 就開始在賽事中引入 AI 相關(guān)賽題。尤其是 2017 年和 2018 年兩年間,ASC 分別和百度以及微軟合作,針對自動駕駛交通預(yù)測和搜索引擎智能問答預(yù)測 AI 應(yīng)用場景提出問題,并且向參賽者們開放了百度的 PaddlePaddle 深度學(xué)習(xí)框架、微軟的數(shù)據(jù)集等等以往企業(yè)開發(fā)者才能接觸到的工具。
 
可以看出 ASC 正在不斷加強(qiáng)對參賽者和科技企業(yè)兩端的引導(dǎo),讓參賽者,同時也是超算產(chǎn)業(yè)的潛在人才加強(qiáng)對超算解決 AI 問題的關(guān)注;也讓科技企業(yè)更直觀的意識到超算的價值。
 
目前我們已經(jīng)看到越來越多像英特爾、曠視這樣的科技企業(yè),聯(lián)合建立了應(yīng)用于 AI 的超算中心??梢?AI 與超算擦出的火花已有燎原之勢,未來還會有很多故事可講。在這一過程中,ASC 如同一顆小小的火石,不斷為 AI 與超算助燃。
 
本屆 ASC19 雖然已經(jīng)告一段落,但關(guān)于超算、關(guān)于產(chǎn)學(xué)結(jié)合的故事卻永不落幕。不難發(fā)現(xiàn),在各種前沿科技爭相碰撞發(fā)展的今天,中國高校也逐漸進(jìn)入了一個轉(zhuǎn)型期,如何能夠培養(yǎng)出更加適應(yīng)未來的產(chǎn)業(yè)人才,企業(yè)又如何參與這個過程,接觸到先進(jìn)的學(xué)術(shù)成果,都是當(dāng)下最亟待解決的問題。
 
ASC 的舉辦,或許能夠成為一個范本。在高校、科技企業(yè)和超算產(chǎn)業(yè)的合力推動下,齒輪已經(jīng)開始轉(zhuǎn)動,種子正在萌生新芽,我們在等待著更多像 ASC 一樣賽事出現(xiàn),激活、連通、點(diǎn)燃產(chǎn)業(yè)與學(xué)界。

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