清華超算：“48小時(shí)，我們終于贏(yíng)了這場(chǎng)戰(zhàn)役”
學(xué)生記者 鄭潤(rùn)民
清華大學(xué)SC15超算團(tuán)隊(duì)獲得本次國(guó)際大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（SC15）冠軍。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月19日，美國(guó)德克薩斯州，國(guó)際大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（SC15）頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)。
當(dāng)?shù)约径蠋熗?個(gè)聰明能干的小伙子在連續(xù)48個(gè)小時(shí)的鏖戰(zhàn)后，最終將SC15超算競(jìng)賽總冠軍獎(jiǎng)杯高高舉過(guò)頭頂，他知道，他們泡在實(shí)驗(yàn)室里的那150多個(gè)日子，以及為此付出的汗水和努力，都值得。
這是中國(guó)大陸高校第一次在該項(xiàng)賽事中獲得總冠軍。至此，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系超算團(tuán)隊(duì)包攬了今年全球超算三大賽事的全部冠軍。這也是清華計(jì)算機(jī)學(xué)科60年發(fā)展歷程和人才培養(yǎng)最新結(jié)出的碩果。
桐花萬(wàn)里關(guān)山路：清華超算，即將出征
SC會(huì)議是國(guó)際超算領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議，今年有11000多人注冊(cè)，國(guó)際影響力巨大。作為SC會(huì)議的重要組成部分，SC比賽是超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的頂級(jí)賽事，每年舉辦一次，吸引著世界各國(guó)家和地區(qū)的眾多高校參與。比賽旨在促進(jìn)大學(xué)生與工業(yè)界之間的聯(lián)系，推動(dòng)世界各地區(qū)超算青年人才交流和培養(yǎng)，提升超算應(yīng)用水平和研發(fā)能力。
“普遍意義上來(lái)說(shuō)，超算是由成千上萬(wàn)臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成的大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群，它的發(fā)展源于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)計(jì)算量的巨大需求與一般處理工具計(jì)算力不足之間的矛盾。但對(duì)于研究超算的人來(lái)說(shuō)，怎么樣讓超算跑得更快，怎么樣更省能源，這本身就是他們的目標(biāo)。”超算團(tuán)隊(duì)隊(duì)員卓有為介紹道。
回想起這半年的備賽經(jīng)歷，SC15超算團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、剛剛大四的裘捷中不由感慨：“這一路走來(lái)，真不容易啊。”
今年夏天，SC15組委會(huì)公布了今年比賽的5個(gè)應(yīng)用程序，內(nèi)容涵蓋天氣預(yù)測(cè)、量子力學(xué)、生物基因以及人口流動(dòng)等多個(gè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。這意味著比賽的準(zhǔn)備階段已經(jīng)開(kāi)啟。
SC15超算比賽現(xiàn)場(chǎng)。
作為參加過(guò)ASC、SC等多次超算比賽的“老人”，裘捷中在看到消息時(shí)，腦海中閃過(guò)一串人的名字，他們活躍在“學(xué)堂計(jì)劃”、“卓越計(jì)劃”、“星火班”等科創(chuàng)平臺(tái)，同樣對(duì)超算有著濃厚興趣。
于是，來(lái)自計(jì)算機(jī)系不同年級(jí)的6名本科生——梁盾、魯逸沁、梁俊邦、裘捷中、卓有為、王邈迅速集結(jié)，并請(qǐng)來(lái)高性能所碩士研究生李?lèi)鹜?dān)任教練，本系教師翟季冬擔(dān)任比賽指導(dǎo)教師，組建起SC15參賽隊(duì)伍。
比賽的準(zhǔn)備階段緊張而艱辛。由于團(tuán)隊(duì)主力都是本科生，他們本身課業(yè)壓力相當(dāng)大，為了準(zhǔn)備比賽，隊(duì)員幾乎將所有的課余時(shí)間都用來(lái)查閱專(zhuān)業(yè)知識(shí)、進(jìn)行前期準(zhǔn)備。每周都有例會(huì)，不同年級(jí)的同學(xué)相互交流，遇到不能解決的問(wèn)題集體討論，以保證前期準(zhǔn)備的進(jìn)展。
王邈還記得，有一天和隊(duì)友們討論完問(wèn)題回宿舍時(shí)已是凌晨3點(diǎn)。當(dāng)他經(jīng)過(guò)紫操，抬頭望見(jiàn)一輪皓月當(dāng)空，有感于幾個(gè)月來(lái)為超算比賽付出的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，他不禁喃喃道，“為你，千千萬(wàn)萬(wàn)遍”。
談到參賽備戰(zhàn)的收獲，裘捷中說(shuō)，“平時(shí)在課堂上老師十分注重知識(shí)傳授，但將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力在平時(shí)則有所欠缺。比賽剛好為我們提供了提升能力的好機(jī)會(huì)。” 在參賽備戰(zhàn)過(guò)程中，大家努力將課堂上的知識(shí)內(nèi)化，變成解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
千淘萬(wàn)漉雖辛苦：我們贏(yíng)了，清華贏(yíng)了！
150多個(gè)日日夜夜的辛勤付出最終迎來(lái)考驗(yàn)。11月13日，清華超算團(tuán)隊(duì)一行人踏上了前往SC15比賽地德克薩斯州奧斯汀市的征程。
在此之前，清華大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得了世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（ASC15）和國(guó)際大學(xué)生超算競(jìng)賽（ISC15）的冠軍。“這對(duì)我們是壓力，但更是拿冠軍的動(dòng)力。” 裘捷中說(shuō)。在首都機(jī)場(chǎng)候機(jī)時(shí)，隊(duì)員們?nèi)匀槐еP記本進(jìn)行最后的測(cè)試優(yōu)化。正是這次檢測(cè)，讓他們發(fā)現(xiàn)了先前忽略的一些問(wèn)題，這對(duì)他們后來(lái)奪冠十分重要。
比賽終于開(kāi)始了。根據(jù)規(guī)定，參賽隊(duì)員在總功率3120瓦的限制條件下，自行搭建計(jì)算集群并在集群系統(tǒng)上完成6個(gè)應(yīng)用程序的性能比拼。比賽48小時(shí)不間斷進(jìn)行，對(duì)隊(duì)員們的身心壓力極大，同時(shí)也考驗(yàn)著隊(duì)員們親手搭建的高性能集群服務(wù)器的穩(wěn)定性。
隊(duì)員們不僅要在賽前對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行廣泛的性能優(yōu)化，并且要在這48小時(shí)內(nèi)通過(guò)有效調(diào)度完成盡可能多的應(yīng)用算例，此外還要對(duì)國(guó)際超算領(lǐng)域的專(zhuān)家評(píng)委提出的各類(lèi)問(wèn)題作出準(zhǔn)確回答。這對(duì)參賽隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，是體力和能力的雙重挑戰(zhàn)。
清華超算團(tuán)隊(duì)在比賽中。
對(duì)于清華超算團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，比賽并不是一帆風(fēng)順的。一開(kāi)始，應(yīng)用程序運(yùn)行一切正常，可在最后一天晚上，在大賽的白熱化階段，監(jiān)控程序提醒有一臺(tái)機(jī)器停止運(yùn)行。這時(shí)候，有個(gè)程序即將進(jìn)入多機(jī)運(yùn)行階段，這意味著如果一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障，之前6個(gè)小時(shí)的付出將功虧一簣。
比賽規(guī)則不允許重啟機(jī)器，任何對(duì)于機(jī)器的物理接觸都要向組委會(huì)申請(qǐng)。面對(duì)這種情況，負(fù)責(zé)監(jiān)控的王邈機(jī)智地采取了技術(shù)手段，讓該程序的運(yùn)行速度減慢至較低水平，為修復(fù)機(jī)器贏(yíng)得了寶貴的時(shí)間。
在提問(wèn)和面試環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)認(rèn)真準(zhǔn)備了展示幻燈片，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有條理地呈現(xiàn)在大屏幕上。展示環(huán)節(jié)一律使用英語(yǔ)，那些來(lái)自英語(yǔ)為母語(yǔ)國(guó)家的隊(duì)伍有著先天優(yōu)勢(shì)。然而“藝高人膽大”，清華團(tuán)隊(duì)并不心怯，他們憑借扎實(shí)的基本功，將展示內(nèi)容向評(píng)委娓娓道來(lái)，贏(yíng)得現(xiàn)場(chǎng)評(píng)委的一致稱(chēng)贊。
最終，清華大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)以總分排名第一的優(yōu)異成績(jī)，奪得SC15國(guó)際大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽的冠軍。
“48小時(shí)，我們終于贏(yíng)了這場(chǎng)戰(zhàn)役！”望著大屏幕上出現(xiàn)的最終結(jié)果，清華團(tuán)隊(duì)的隊(duì)員們歡呼雀躍：“我們贏(yíng)了，清華贏(yíng)了！”
問(wèn)渠那得清如許：六類(lèi)課堂，百花齊放
SC15清華超算團(tuán)隊(duì)的平均年齡不足21歲，這是一支極其年輕的隊(duì)伍。
在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的歷史上，也曾有一個(gè)和超算團(tuán)隊(duì)同樣年輕的團(tuán)隊(duì)。就在60年前，新中國(guó)首臺(tái)電子模擬計(jì)算機(jī)在清華誕生，當(dāng)時(shí)清華參加攻關(guān)的研究組平均年齡不到23歲。
清華大學(xué)研制出中國(guó)首臺(tái)模擬計(jì)算機(jī)——紅旗-551型非線(xiàn)性電子模擬計(jì)算機(jī)。
也就在同一年，清華大學(xué)開(kāi)始發(fā)展計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)。隨后的半個(gè)多世紀(jì)里，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)科伴隨著中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展而不斷壯大。
作為“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和科學(xué)研究加速器”，超級(jí)計(jì)算機(jī)扮演者“理論和實(shí)驗(yàn)之外的第三種科學(xué)研究手段”，實(shí)屬?lài)?guó)之重器。它是一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新能力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，已成為世界大國(guó)爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
2015國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)發(fā)布了最新一期世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜，中國(guó)研制的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第六次奪冠。而“天河二號(hào)”項(xiàng)目的總指揮、總設(shè)計(jì)師廖湘科，就是清華大學(xué)1980級(jí)計(jì)算機(jī)系校友，他還是“天河一號(hào)”項(xiàng)目的總指揮及常務(wù)副總設(shè)計(jì)師。
“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)。
近年來(lái)，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展更是成果不斷——中國(guó)高校首套百萬(wàn)億次超算系統(tǒng)在清華大學(xué)全球氣候變化研究院投入建設(shè)；地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心成立了“清華-浪潮計(jì)算地球科學(xué)青年人才基金”，旨在促進(jìn)地球系統(tǒng)科學(xué)與高性能計(jì)算交叉領(lǐng)域研究；清華計(jì)算機(jī)系高性能計(jì)算研究所也致力于研發(fā)以高性能、高并發(fā)、大數(shù)據(jù)處理為特點(diǎn)的新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
面臨新時(shí)期計(jì)算機(jī)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的形勢(shì)，如何讓學(xué)生能夠更快地成長(zhǎng)為引領(lǐng)世界計(jì)算機(jī)發(fā)展方向的人才？
鼓勵(lì)學(xué)生參加國(guó)際比賽是清華培養(yǎng)人才的一種方式。也就是在一年前的10月，清華大學(xué)發(fā)布的《清華大學(xué)關(guān)于全面深化教育教學(xué)改革的若干意見(jiàn)》提倡“六類(lèi)課堂”，不同的課堂都是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的機(jī)會(huì)，而國(guó)際比賽無(wú)疑是其中重要的課堂之一。新的教改方案鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)和發(fā)展志趣選擇多樣化的成長(zhǎng)路徑，構(gòu)建學(xué)生自由成長(zhǎng)的氛圍與環(huán)境。
超算團(tuán)隊(duì)作為一個(gè)興趣小組，誕生于2012年。自組建以來(lái)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)斬獲多項(xiàng)榮譽(yù)，包括3屆ASC冠軍、2屆ISC冠軍和1屆SC冠軍。參加本次SC比賽的隊(duì)伍中，就有1位同學(xué)來(lái)自“星火”計(jì)劃，三3位來(lái)自“闖世界”計(jì)劃，還有3位是計(jì)算機(jī)系科協(xié)骨干成員。“學(xué)校既需要傳統(tǒng)課堂，也需要‘星火班’這樣的集體，實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科、不同年級(jí)的交流。”清華大學(xué)黨委副書(shū)記史宗愷如是說(shuō)。
11月27日，在以“創(chuàng)新與挑戰(zhàn)”為主題的第一期“校長(zhǎng)有約”活動(dòng)上，清華超算團(tuán)隊(duì)作為代表之一暢談了自己的感受。校長(zhǎng)邱勇在交流會(huì)上指出，超算獲獎(jiǎng)的動(dòng)力源泉來(lái)自于同學(xué)們內(nèi)心對(duì)科學(xué)的追求。“這些斬獲大獎(jiǎng)的同學(xué)，都有自己的夢(mèng)想并執(zhí)著實(shí)現(xiàn)它們。參加比賽是一個(gè)挑戰(zhàn)自我的過(guò)程，但更重要的是過(guò)程中的成長(zhǎng)與收獲。”
邱勇校長(zhǎng)在“校長(zhǎng)有約”活動(dòng)上與清華超算團(tuán)隊(duì)隊(duì)員自拍。
清華學(xué)生的創(chuàng)新激情，使他們?cè)趧?chuàng)新之路上越走越遠(yuǎn)、越走越寬。
正是在這樣的過(guò)程中，對(duì)科學(xué)精神的信奉、對(duì)事物原理的質(zhì)疑與探索，深深植根于探索者的內(nèi)心，由此激發(fā)出來(lái)的靈感之光與智慧火花，象征著新時(shí)代新青年的蓬勃活力。
（清華新聞網(wǎng)12月9日電）
編輯：淑霞 蕾蕾
