Grand Slam! Tsinghua öğrenci süper bilgisayar takımı, uluslararası üniversite öğrencisi süper bilgisayar yarışmasının şampiyonluğunu kazandı
ABD yerel saatiyle 15 Kasım'da, 2018 Uluslararası Üniversite Öğrencisi Süper Bilgisayar Yarışması (SC18) Dallas'ta sona erdi ve Tsinghua Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü Süper Hesaplama Ekibi kazandı şampiyon Toplam 88.398 puan (100 puan üzerinden), Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi ikinciliğinden 11.518 puan daha yüksek. Şimdiye kadar, Üç büyük uluslararası üniversite öğrencisi süper hesaplama yarışmalarında 2018'de ASC, ISC ve SC'de, Tsinghua Üniversitesi süper hesaplama ekibi üç yarışmanın da genel şampiyonluğunu kazandı ve 2015'ten sonra başka bir "Grand Slam" elde etti. Bu aynı zamanda, Tsinghua Üniversitesi süper hesaplama ekibinin bu üç uluslararası üniversite öğrencisi süper bilgisayar yarışmasında biriktirdiği şeydir. 11. şampiyona.
Bu yarışmaya katılan Tsinghua öğrenci süper hesaplama ekibi Üyeler ağırlıklı olarak Yu Jiping (hesaplanan 52), Yu Xinjian (hesaplanan 55), He Jiaao (hesaplanan 62), Zheng Liyan (hesaplanan 64), Zhao Chenggang (hesaplanan 75) ve Lou Chenyao'dan ("Yao Sınıfı" programı) Bölüm 60) farklı sınıflardan 6 lisans öğrencisinden oluşan, Birçok uluslararası yarışmaya katılan yüksek performanslı bilgi işlem enstitüsü yüksek lisans öğrencileri Cao Huanqi, Feng Guanyu ve Wang Miao, teknik destek olarak hizmet vermektedir. Eğitmenler, doçent Zhai Jidong ve doktora sonrası araştırmacı Wentao Han'dır. Aynı zamanda, lisans öğrencileri Tang Shizhi (sayı 53), Chen Yu (sayı 54), Gu Yuxian (sayı 75), Chen Shengqi (sayı 63) ve Zhang Chen (sayı 71) eğitime katıldı.
Küresel Süper Bilgisayar Konferansı (SC), büyük bir uluslararası etkiye sahip uluslararası süper hesaplama alanındaki en önemli konferanstır. Konferansın önemli bir parçası olan SC yarışması, süper bilgisayarlar alanındaki en büyük yarışma olup yılda bir kez düzenlenmekte ve dünyanın her ülkesinden ve bölgelerinden birçok üniversitenin katılımını almaktadır. Yarışma, üniversite öğrencileri ile endüstri arasındaki bağlantıyı teşvik etmeyi, dünyanın çeşitli bölgelerinde genç süper bilgisayar yeteneklerinin değişimini ve eğitimini teşvik etmeyi ve süper bilgisayar uygulama ve araştırma ve geliştirme yeteneklerini geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Bu yarışmada dünya çapında 15 üniversiteden toplam lisans öğrencisi bir araya geldi. Tsinghua Üniversitesi, tek anakara üniversitesi olarak katıldı. Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi ve Hsinchu, Tayvan'daki Tsinghua Üniversitesi gibi geleneksel güçlü ekiplerle şiddetle rekabet ediyor. Yarışma, katılımcı ekiplerin 3.000 watt toplam güç sınırının altında bir bilgi işlem kümesi oluşturmasını ve bunu küme sisteminde yürütmesini gerektirir. 6 uygulamanın performans karşılaştırması. 48 saatlik rekabette süper hesaplama kümeleri HPL (kelimenin tam anlamıyla yüksek performanslı doğrusal sistem yazılım paketi olarak çevrilir) ve HPCG'nin (tam anlamıyla yüksek performanslı eşlenik gradyan olarak çevrilir) temel performans testini tamamladı, büyük ölçekli makine öğrenimi ve nükleer fisyon zinciri reaksiyonunun sabit durumu Çözme ve simülasyon, tez-süper deprem simülasyonunun yeniden ortaya çıkması, yerinde duyurulan gizemli uygulamalar vb. Ayrıca ayarla Röportaj, katılım, afiş tasarımı Diğer bağlantılarda, üyelerin optimize edilmiş uygulamalarını ve devam eden yazılım optimizasyon tasarımlarını yarışmadaki jüriye 48 saat içinde tanıtması gerekir. Uluslararası yetkili bir dergide yayınlama becerisine sahip bir İngilizce makaleyi tamamlayın.
12 Kasım ABD yerel saatiyle 19: 20'de oyun uygulama oturumu resmen başladı. Maç öncesi eğitim ve yerinde süper hesaplama kümesinin temel performans testi ile birleştirilen Tsinghua ekibi, bazı uygulamaların belirli yük özelliklerine göre farklı GPU (grafik işleme birimi) ve CPU (merkezi işlem birimi) düğümlerini birleştiren bir küme sunucusu yapılandırmasını tartıştı ve benimsemeye karar verdi. , Performans testi ile uygulamanın nihai puanı arasında iyi bir denge.
Zhai Jidong gazetecilere verdiği demeçte, "En zor şey nasıl seçileceği. Tıpkı fotoğrafçılık gibi, tek bir merceğin tüm uzak, orta, yakın ve tüm sahneleri kapsayacağını garanti etmek imkansız." Dedi. Dahası, küme ayarı ayrıca işlemci türü ve sayısı, hızlandırıcıların türü ve sayısı, İnternet ve sunucu sayısı gibi bir dizi faktörü içerir. Kıyaslama test programının performansını sağlamak ve uygulama programının ihtiyaçlarına göre uyarlamak gerekir. Oyuncuların bilgisayar donanım ve yazılımlarının optimizasyonunu güçlü bir şekilde kavramaları ve aynı zamanda rekabet stratejileri hakkında kararlar vermeleri ve yarışma sonuçları için doğru beklentilere sahip olmaları gerekmektedir. Bu, öğrencilerin çok yönlü yeteneklerinin bir araştırmasıdır.
Aslında denetim, ayrılmadan önce başladı. Ana oyuncu Tang Shizhi'nin vize sorunu nedeniyle ekip, ayrılmadan bir gün önce geçici olarak üye değiştirdi. Bu, ekibi planlanan oyun stratejisini devirmeye ve yeniden başlamaya zorladı. Yu Jiping o zamanki durumu hatırladı, "Kalbimde oldukça dipsizdim ama yine de mermiyi ısırmam ve herkesin gücüne inanmam gerekiyor."
Rekabet ilerledikçe zorluklar da geldi. Uygulama oturumunun başlamasından önce, esas olarak ekip lideri Yu Jiping'den sorumlu olan süper bilgisayar kümesinin temel performans testi yapılır. Oyunun başında kuralların ani bir şekilde ayarlanması deneyimli Yu Jiping'i şaşırttı. Başlangıçta, HPL ve HPCG'nin en iyi sonuçları belirli bir süre içinde ayrı ayrı kaydedildi, ancak yeni kurallar sonuçların etkili olabilmesi için iki ardışık testin tamamlanmasını gerektiriyor. Bu neredeyse konuya çok fazla zorluk katıyor. Yu Jiping günün "heyecan verici" deneyimini hatırladı: "HPL çalıştıktan sonra bilgisayarın güç tüketimi zaten yüksek olduğundan, bilgisayarın aşırı ısınması bir sonraki HPCG'nin hızını etkileyecektir. Art arda iki testi çalıştırmak yaklaşık 40 dakika ila 1 saat sürer. Zaman, 4:30 civarı bir sonuç aldım ama tatmin olmadım, bu yüzden tekrar koştum. Sonuçları vermek heyecan verici bir andı. "
Oyuncuları en çok endişelendiren şey Gizemli uygulama Süper hesaplama alanında klasik bir uygulama konusu olan night-WRF (The Weather Research and Forecasting Model) hava tahmin modelinin de açıklandığı duyuruldu. Günümüz dünyasında, WRF esas olarak hava tahminlerini tahmin etmek için kullanılmaktadır ve genellikle büyük miktarda veriye sahiptir. "Abartmak gerekirse, bu yarışmada kullanılan küme neredeyse bir binadan çok katına sahipse, tüm veriler çalıştırılabilir." Diye açıkladı Jiaao, "Bu yüzden uygulamayı 48 saat içinde derlememiz gerekiyor. Mümkün olduğu kadar çok veri noktası çalıştırmayı deneyin. Bu çok büyük bir zorluk. "
Konu, ekip üyelerinin verilen verilere göre yapılandırma dosyaları ve uydu bulut görüntüleri oluşturmasını gerektiriyor. Bu tür programlar genellikle ilgili alanlarda bilimsel araştırma uzmanları tarafından yürütülmektedir ve şüphesiz ilgili alanlarda mesleki bilgiye sahip olmayan lisans öğrencilerinin bu görevleri 48 saat içinde tamamlamaları olağanüstü bir sınavdır.
Pek çok yarışmanın birikiminde, Tsinghua ekibi, benzer sorunları kavrayarak hızlı bir şekilde ilk veri noktasını çalıştırdı. Bununla birlikte, problem derlemesinin olağanüstü karmaşıklığından dolayı, problemin ikinci veri noktasının derlenmesi problemi, rekabetin yarısına yaklaştığında çözülmemiştir. Sabah saat 4'te altı genç gergin bir atmosfere sarıldı. Yu Jiping, "WRF'nin üç veri noktası, giriş verilerinin tümü NetCDF (ağ Ortak Veri Formu) ağı ortak veri biçimidir, ancak son iki veri NetCDF dosya biçiminin eski sürümünü kullanır. Birçok denemeden sonra sorunu bulduk , Bu sorun, derleme işlemi sırasında eski biçim için NetCDF desteği eklenerek giderildi. " Sabah 6'da, ikinci veri noktası başarılı bir şekilde çalıştı. Sabah saat 9'da, gizemli uygulamanın üç veri noktası kümesi de başarıyla çalıştırıldı.
Sonunda, süper hesaplama sistemleri ve uygulamalarının kapsamlı ve derinlemesine bir anlayışının yanı sıra olağanüstü performans optimizasyon yetenekleri ile Tsinghua ekibi, 6 uygulamada 88.398 puan alarak 11.518 puanla Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'ne liderlik etti. Büyük bir skorla öne geçin ve bu yıl SC18'in şampiyonu olun. Yarışmanın bir diğer ödülü olan en yüksek LINPACK (kelimenin tam anlamıyla yüksek performanslı lineer sistem yazılım paketi olarak çevrilir) ödülü Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi tarafından kazanıldı.
Yerel saatle 15. öğleden sonra düzenlenen ödül töreninde organizasyon komitesi başkanı John Kazer, Tsinghua Süperbilgisayar takımının şampiyonluk olduğunu açıkladığında, üyeler heyecanla tezahürat yaptı. 48 saat boyunca, Tsinghua bu yeniden doğan savaşı kazandı!
Bu konferansta, Bilgisayar Bilimi Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan Gan Lin, Erken Kariyer Araştırmacıları için IEEE TCHPC Mükemmellik Ödülü'nü kazandı ve ödülü alan ilk Çinli bilim insanı oldu. Aynı zamanda, doktora öğrencisi Lin Heng ve diğerleri, "Gordon Bell" Ödülüne aday gösterildi (dünyada 10 trilyon, saniye ve on milyonlarca çekirdekli bir grafik işleme sistemi ile toplamda 6) (danışman: Profesör Chen Wenguang). Kalan 5 madde yabancı araştırma ekipleridir).
Karmaşık rekabet sistemleri ve beyin yakan sorunlarla karşı karşıya kalan üyeler, bunları şu şekilde görmeye daha isteklidir: İlginç bir meydan okuma.
Yarışmanın sürecini gözden geçiren üye Zheng Liyan, "Daha hızlı çalışması ve güç tüketimini azaltması için bir programı optimize etmemiz gerekiyor. Bence bu tür şeyler özellikle ilginç."
"Tsinghua Üniversitesi'ne girdikten sonra, baş öğretmenden süper hesaplama ekibi hakkında bilgi almasını istedim." Üye Zhao Chenggang üniversiteye girer girmez süper hesaplama ekibiyle ilgilenmeye başladı. Grup toplantılarına katılmaktan, kurallara aşina olmaktan, programları optimize etmekten, makineleri kontrol etmeye kadar harici destek yapmaya Yerinde antrenman yaptıktan sonra, bir yıldan fazla bir süre sonra, üniversitenin ikinci yılına yeni giren Zhao Chenggang, tam teşekküllü bir oyuncu olarak terfi etti.
"Ekibin seçimi ve eğitimi esas olarak ilgi alanına dayanmaktadır. Aslında bir ilgi ekibiyiz." Zhai Jidong, öğrencilerin günlük eğitimde farklı ilgi alanları göstereceğini söyledi. Örneğin, Ji Ping ve Xinjian donanımla ilgileniyor ve Cheng Gang ve Chenyao'nun program optimizasyonu ve program analizi için çok yeri var Liyan ve Jiaao'nun İngilizce ifadeleri çok iyi ... Rekabetteki ilgilerini keşfetmek ve geliştirmek için elimizden gelenin en iyisini yapacağız.
Yarışma mahallinde 48 saat boyunca görevlerini ifa ettikleri yerde altı gencin birbirine bakması günlük halini aldı. Jiaao, sorunları birlikte çözdüğümüzde, aynı fikirde olan ve muhtaç arkadaşlar olduğumuzu söyledi.
"Süper hesaplama yarışmalarının F1 yarışmaları gibi olduğunu sık sık söylüyoruz. Bu çok kapsamlı bir rekabet. Yalnızca gelişmiş donanım ekipmanı gerektirmekle kalmıyor, aynı zamanda ekip üyelerinin ilgili bilimlerin uygulamalarını derinlemesine anlamasını ve yüksek performanslı hesaplamada sağlam bir temele sahip olmasını gerektiriyor. Temel beceriler, mükemmel yerinde müdahale stratejileri ve dil becerileri, vb. "Eğitmen Han Wentao tanıtıldı.
2012 yılında süper hesaplama ekibinin kurulmasından bu yana, Tsinghua Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü 50'den fazla öğrencinin katıldığı 17 uluslararası yarışma düzenledi ve katıldı. Yüksek performanslı hesaplama, paralel sistemler ve bilgisayar sistemlerindeki eksiksiz öğretim sistemi nedeniyle, Tsinghua Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü, ekip oluşturma ve birikmiş iyi kademeli oluşturma deneyimine tam destek vermiştir. Eğitmen Zhai Jidong'un süper hesaplama alanındaki birçok bilimsel araştırma başarısı, takımın çoklu şampiyonalarına da yardımcı oldu.
Kaptan Yu Jiping, yarışmaya katılarak dünyadaki en gelişmiş donanıma maruz kaldığını, çünkü rekabet konularının hepsinin gerçek bilimsel hesaplama uygulamaları olduğunu ve bu da pratik becerisini daha da geliştirdiğini söyledi.
Süper hesaplama rekabeti, lisans öğretimi için iyi bir uzantı ve tamamlayıcıdır. Bilgisayar Bilimleri Bölümü, öğrencilerin süper hesaplamayla ilgili teorileri anlamaları için bir temel oluşturmak üzere lisans öğrencileri için "Derleyici Hesaplama" ve "Yüksek Performanslı Hesaplamaya Giriş" gibi süper hesaplama alanında profesyonel seçmeli dersler kurmuştur. Takım eğitimi ve yarışma konularındaki birçok gerçek bilimsel hesaplama programı sayesinde, öğrencilerin uygulamalı pratik yetenekleri daha iyi uygulanır ve teori ile uygulamanın yakın kombinasyonu gerçekleştirilir.
Süper hesaplama ekibine katılarak, mezuniyetten sonra daha fazla öğrenci süper hesaplama alanına devam etmeyi seçiyor.
Bilgi noktaları
Süper hesaplama Yüksek performanslı bilgi işlem olarak da bilinen (süper hesaplama), süper bilgisayarların ve bunların yazılım ve uygulamalarının araştırma ve geliştirme alanıdır. Uluslararası Üniversite Öğrenci Süper Bilgisayar Yarışması (SC Supercomputing Contest) 2007'de Amerika Birleşik Devletleri'nde başladı ve World College Student Supercomputer Contest (ASC, 2012'de başladı) ve International Supercomputer Contest (2012'de Almanya'da başlayan ISC Supercomputing Contest) dünyadaki en yetkili olarak gösterildi Üç büyük uluslararası üniversite öğrencisi süper bilgisayar yarışmaları. Tsinghua öğrenci süper hesaplama takımı, 2010 yılında yukarıdaki üç uluslararası yarışmada yarışmaya başladı. 2015'in başlarında, Tsinghua süper hesaplama takımı üç şampiyonayı da kazandı ve ilk "Grand Slam" ı elde etti. Programlama Bir bilgisayarın belirli bir problemi çözmek için program kodunu yazmak için belirli bir programlama dilini kullandığı ve nihayetinde buna karşılık gelen sonucu aldığı bir süreçtir. Bir bilgisayarın insan niyetlerini anlaması için, insanlar bilgisayara sorunun fikirlerini, yöntemlerini ve araçlarını bilgisayarın anlayabileceği bir biçimde anlatmalıdır, böylece bilgisayar, belirli bir işlemi tamamlamak için insan talimatlarına göre adım adım çalışabilir. Görev. İnsanlar ve bilgisayarlar arasındaki bu iletişim süreci programlamadır. Verileri çalıştır Programlamadan sonra hata olup olmadığını kontrol etmek için çeşitli durumları değiştirme ve çıktı sonucunu standart cevapla karşılaştırma sürecini ifade eder. NetCDF (Ağ Ortak Veri Formu) Ağ ortak veri formatı, University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) 'den Unidata proje bilim adamları tarafından bilimsel verilerin özellikleri için geliştirilmiştir. Dizi odaklı ve ağ paylaşımına uygundur. Veri açıklaması ve kodlama standartları. Şu anda NetCDF, atmosfer bilimi, hidroloji, oşinografi, çevre simülasyonu ve jeofizik gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanıcılar, NetCDF veri setlerini çeşitli şekillerde rahatlıkla yönetebilir ve çalıştırabilir. - Bitiş -Tsinghua-Qingdao Veri Bilimi Enstitüsü'nün resmi WeChat kamu platformunu takip edin " THU Veri Pastası "Ve kız kardeş numarası" Veri Pastası THU "Daha fazla ders avantajı ve kaliteli içerik elde edin.
