清华夺ASC、ISC、SC三项超算比赛大满贯

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清华夺ASC、ISC、SC三项超算比赛大满贯

琥珀 AI科技大本营 2018-11-24

图片来源于清华大学官网

作者 | 琥珀

出品 | AI科技大本营

美国当地时间 11 月 15 日，2018 国际大学生超级计算机竞赛（SC2018）中，清华大学计算机系超算团队夺得总冠军，总分 88.398 分（满分 100 分）。

至此，在 2018 三大超算竞赛 ASC、ISC 和 SC 中，清华大学超算团队包揽了全部三项竞赛的总冠军，实现了继 2015 年之后的又一次“大满贯”。

更为明显的是，中国高校已成为公认的“种子”强队。据统计，在 ASC 竞赛历史中的总冠军全部由中国高校包揽；而在 SC 竞赛中除了清华大学外，中国科学技术大学、台湾清华大学也曾摘得冠军。

中国高校在超算竞赛的优异表现，除了近年来硬件技术的提升与普及，还有中国院校或科研机构在超算课程培养上的投入。2015年起，中山大学相继成立了超算学院、超算应用研究院和大数据研究院；2017 年，上海大学计算机学院联合挂牌成立了上海超级计算机中心，这是国内第一个面向社会开放，实现资源共享的高性能计算公共服务平台。

▌亚洲、德国、美国成为超算三大聚集地

据了解，ASC、ISC 和 SC 分别被列为亚洲、德国、美国的三大国际大学生超算赛事，为全球大学生爱好者提供了一个施展才华与学习交流的平台。

随着参赛阵容和影响力的逐渐扩大，赛题的设置也增加了不少难度。以此次刚刚落下帷幕的 S2018 为例，

要求参赛队伍在总功率 3000 瓦的限制条件下，自行搭建计算集群并在集群系统上进行 6 个应用程序的性能比拼。在 48 小时的竞赛中完成超算集群的性能基本测试 HPL（高性能线性系统软件包）和 HPCG（直译为高性能共轭梯度），大规模机器学习，核裂变链式反应的稳态求解与模拟，论文复现——特大地震模拟，现场公布的神秘应用等内容。

据现场记者的报道：“队员们要对计算机硬件本身和软件的优惠有极强的把握，同时对比赛策略做出抉择以及对比赛结果拥有正确的预期。”这无疑表明超算大赛考察着的将是参赛者的全方位能力。

超级计算（supercomputing），也称高性能计算（high-performance computing），是研发超级计算机及其软件和应用的领域。《计算机科学技术百科辞典》中是这样解释的：“具有非常高的运算速度，有非常快而容量有非常大的主存储器和辅助存储器，并充分使用并行结构软件的计算机。”

简而言之，超算追求的是在计算速度、存储容量等方面做到一个任务的极致。目前主要在天气预测、污染检测与防控、石油勘探与地震预测、工程仿真、天体物理建模、纳米材料研发、生物制药与基因对比、大规模人类组织行为、核爆炸模拟、动画效果渲染等领域发挥一定的作用。据了解，不同国家的超算平台也开始了对人工智能、机器学习、深度学习方面有关超算的相关研究。

▌中美超算霸榜Top500强

资料显示，在 2018 年 11 月最新公布的全球超级计算机 500 强中，中国共有 227 台上榜，而在 14 年前，中国上榜的计算机只有 19 台。

图：全球超级计算机 500 强前 10 名

其中，由美国能源部投资的、IBM 和 Nvidia 联合建造的超级计算机 Summit（顶点）凭借其每秒 12.23 亿亿次的浮点运算速度、以及接近每秒 18.77 亿亿次的峰值性能，取代了连任榜首的中国神威·太湖之光。此次排名第二的则同样是来自美国的 Sierra，挤掉了中国的天河 2 号。此前的 5 年里，中国超算一直盘踞榜首。

回顾历史，中国超算的能力很早就开始凸显。早在 1983 年 12 月 22 日，中国第一台每秒运算达 1 亿次以上的计算机“银河”就在长沙研制成功。2010 年，中国天河 1 号首次问鼎 Top500。

可以看出，以中国、美国为代表拥有着非常大的超算市场与技术储备。在超算这一领域，也已变成中、美等少数几个国家之家间的激烈竞争，尤以人才、技术储备、生态构建等方面为核心竞争力。而且，如何构建一个健康且有持续发展潜力的生态或许比竞赛、名次本身更困难也更重要。