美國得克薩斯州達(dá)拉斯市，在2018國際大學(xué)生超級計算機競賽（SC18）現(xiàn)場，當(dāng)組委會主席約翰·卡澤宣布中國清華大學(xué)超算團(tuán)隊奪冠時，團(tuán)隊成員們——來自清華不同年級的6名本科生激動歡呼，48小時，清華贏了。他們以總分88.398分（滿分100分）摘得總冠軍，并取代麻省理工成為計算機專業(yè)最強的大學(xué)……

計算機和互聯(lián)網(wǎng)如今滲透進(jìn)我們生活的方方面面，以及新出現(xiàn)的云計算、大數(shù)據(jù)及人工智能都是基于計算機技術(shù)，由此可見計算機技術(shù)將在未來很長的時間內(nèi)經(jīng)久不衰。

美國當(dāng)?shù)貢r間11月15日下午，美國得克薩斯州達(dá)拉斯市。在2018國際大學(xué)生超級計算機競賽（SC18）現(xiàn)場，組委會主席約翰·卡澤宣布，來自中國的清華大學(xué)超算團(tuán)隊奪冠時，團(tuán)隊成員們——來自清華不同年級的6名本科生激動歡呼，48小時，清華贏了。

這一次，清華計算機系超算團(tuán)隊以總分88.398分（滿分100分）摘得總冠軍，并取代麻省理工成為計算機專業(yè)最強的大學(xué)。

全球超級計算大會（Supercomputing Conference，簡稱SC）是國際超算領(lǐng)域的頂級會議，國際影響力巨大。作為會議的重要組成部分，SC比賽是超級計算機領(lǐng)域的頂級賽事，每年舉辦一次，吸引著世界各國家和地區(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。

本次競賽共有來自全球15所高校的本科大學(xué)生組隊參賽。清華大學(xué)作為唯一一所內(nèi)地高校參賽，與傳統(tǒng)強隊新加坡南洋理工大學(xué)和***新竹清華大學(xué)等傳統(tǒng)強隊激烈角逐。

中國4所高校入圍TOP10

至此，在2018年三大國際大學(xué)生超算競賽ASC、ISC和SC中，清華大學(xué)超算隊伍包攬了全部三項競賽的總冠軍，實現(xiàn)了繼2015年后的又一次“大滿貫”。這也是清華大學(xué)超算隊伍在此三大國際性大學(xué)生超算競賽中累計獲得的第11項冠軍。

我國華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)分別以排名第6名、第9名和第10名入圍TOP10。

從無到有，從有到冠軍

清華大學(xué)計算機系成立于1958年，經(jīng)過60年的不懈努力從零到全球第一，現(xiàn)有5名兩院院士及7名長江學(xué)者。1974年清華大學(xué)設(shè)計、研制成功采用集成電路的DJS-130小型計算機，運算速度達(dá)每秒100萬次，為我國超算打下基礎(chǔ)，這無疑是一種飛躍式的發(fā)展。

比賽期間一直沒回酒店，隊長在桌子下稍作休息(圖：清華大學(xué)提供)

難怪有網(wǎng)友熱議：這才是值得崇拜的偶像！

興趣是最強戰(zhàn)斗力

面對復(fù)雜的賽制、燒腦的題目，成員們更愿意把它們視為有趣的挑戰(zhàn)。

回顧比賽的過程，成員鄭立言說，“我們要讓一個程序不停地優(yōu)化，讓它跑得更快，還要降低功耗需求，我覺得這樣的事情特別有趣?！?/p>

“從進(jìn)入清華就拜托班主任打聽超算團(tuán)隊了?！贝髮W(xué)剛?cè)雽W(xué)，成員趙成鋼就對超算團(tuán)隊產(chǎn)生了濃厚的興趣，從參加組會、熟悉規(guī)則到做外圍支援，從優(yōu)化程序、操控機器到訓(xùn)練臨場應(yīng)變，一年多之后，剛剛上大學(xué)二年級的趙成鋼就進(jìn)階為正式隊員。

“團(tuán)隊的選拔和培養(yǎng)主要以興趣為主，我們其實是一個興趣團(tuán)隊?！钡约径榻B到，同學(xué)們在日常培訓(xùn)中會表現(xiàn)出不同的興趣，比如紀(jì)平、欣健對硬件感興趣，成鋼、晨耀對程序優(yōu)化和程序分析方面有很大的發(fā)揮空間，立言和家傲的英文表達(dá)非常好……我們會在比賽中極力去發(fā)掘和培養(yǎng)他們的這些興趣。

在各司其職的比賽現(xiàn)場，互相照顧成為了這48小時中6個年輕人的日常狀態(tài)。何家傲說，我們一起解決問題，是志同道合的朋友更是患難之交。

“我們常說超算比賽就像F1賽事，是非常綜合的一個比賽。不僅要擁有先進(jìn)的硬件設(shè)備，同時還需要隊員們對相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有深刻的理解，在高性能計算方面有扎實的基本功，極佳的現(xiàn)場應(yīng)對策略及語言表達(dá)能力等等?！敝笇?dǎo)教師韓文弢介紹到。

附知識點：競賽比什么？不明覺厲...

正式介紹前，先來科普幾個知識點：

超級計算（supercomputing），也稱為高性能計算（high-performance computing），是研發(fā)超級計算機（supercomputer）及其軟件和應(yīng)用的領(lǐng)域。 編程是讓計算機為解決某個問題而使用某種程序設(shè)計語言編寫程序代碼，并最終得到相應(yīng)結(jié)果的過程。為了使計算機能夠理解人的意圖，人類就必須要將需解決的問題的思路、方法、和手段通過計算機能夠理解的形式告訴計算機，使得計算機能夠根據(jù)人的指令一步一步去工作，完成某種特定的任務(wù)。這種人和計算機之間交流的過程就是編程。 跑數(shù)據(jù)指編程后，為檢驗其是否有紕漏，代入各種情況，并將其輸出結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)答案比對的過程。 NetCDF(network Common Data Form)網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式是由美國大學(xué)大氣研究協(xié)會（University Corporation for Atmospheric Research，UCAR)的Unidata項目科學(xué)家針對科學(xué)數(shù)據(jù)的特點開發(fā)的，是一種面向數(shù)組型并適于網(wǎng)絡(luò)共享的數(shù)據(jù)的描述和編碼標(biāo)準(zhǔn)。目前，NetCDF廣泛應(yīng)用于大氣科學(xué)、水文、海洋學(xué)、環(huán)境模擬、地球物理等諸多領(lǐng)域。用戶可以借助多種方式方便地管理和操作NetCDF 數(shù)據(jù)集。

最后再來看看競賽比什么？

比賽要求參賽隊伍在總功率3000瓦的限制條件下，自行搭建計算集群并在集群系統(tǒng)上進(jìn)行6個應(yīng)用程序的性能比拼。

在48小時的競賽中完成超算集群的性能基本測試HPL（直譯為高性能線性系統(tǒng)軟件包）和HPCG（直譯為高性能共軛梯度），大規(guī)模機器學(xué)習(xí)，核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的穩(wěn)態(tài)求解與模擬，論文復(fù)現(xiàn)——特大地震模擬，現(xiàn)場公布的神秘應(yīng)用等內(nèi)容。

同時還設(shè)置了采訪、參會、海報設(shè)計等環(huán)節(jié)，成員需在比賽中向評委介紹自己優(yōu)化的應(yīng)用和正在進(jìn)行的軟件優(yōu)化設(shè)計，還需要在48小時內(nèi)完成一篇在國際權(quán)威雜志具有發(fā)表能力的英文論文。

最讓隊員們憂心的神秘應(yīng)用是——WRF（The Weather Research and Forecasting Model）天氣預(yù)報模式，是一道超算領(lǐng)域里面的經(jīng)典應(yīng)用題目。在當(dāng)今世界，WRF主要應(yīng)用于天氣預(yù)報的預(yù)測，通常具有極大的數(shù)據(jù)量。

“夸張一點說，如果使用本次比賽的集群要有將近一棟樓的倍數(shù)，才能跑完整個數(shù)據(jù)?！焙渭野两忉尩?，“所以我們要在48個小時之內(nèi)對應(yīng)用進(jìn)行編譯還要盡量跑更多的數(shù)據(jù)點，這是非常大的挑戰(zhàn)。”

隊員們討論解決方案

評委在清華大學(xué)場地問詢

在多次比賽的積累中，清華團(tuán)隊?wèi){借對同類題目的了解，迅速跑完了第一個數(shù)據(jù)點。但由于題目編譯的復(fù)雜程度超乎尋常，在比賽已經(jīng)進(jìn)行到差不多一半時間時，題目的第二個數(shù)據(jù)點的編譯問題一直沒有解決。

凌晨4點，6個年輕人被緊張的氣氛籠罩著。于紀(jì)平回憶“WRF三個數(shù)據(jù)點，輸入數(shù)據(jù)均為NetCDF(network Common Data Form)網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式，但是后兩個數(shù)據(jù)使用了舊版的NetCDF文件格式。多次嘗試之后，我們發(fā)現(xiàn)了問題所在，通過在編譯過程中加入NetCDF對舊版格式的支持后修復(fù)了這個問題?！?/p>

凌晨6點，第二個數(shù)據(jù)點成功跑了起來。早上9點，神秘應(yīng)用的全部三組數(shù)據(jù)點成功跑完。

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