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神威.太湖之光和河南最大规模超算集群免费玩?这比赛牛大了!

去年6月20日,在新一期全球超级计算机500强榜单中,使用中国自主芯片制造的“神威.太湖之光”取代“天河二号”登上榜首,成为了全球最快超级计算机。根据国际TOP500组织当天发布的榜单,“神威.太湖之光”的峰值计算性能为每秒12.5亿亿次,不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍,其效率也提高3倍。更重要的是,与“天河二号”使用英特尔芯片不一样,“神威.太湖之光”使用的是中国自主知识产权的芯片。“神威.太湖之光”由国家并行计算机工程技术研究中心研制,安装在国家超级计算无锡中心。

而在今年,河南省最大规模超算集群落户郑州大学,目前已经建成的一期计算能力峰值达800万亿次/秒,由国内厂商浪潮建造,采用KNL融核计算架构,将支持人工智能和郑州智慧城市建设后续平台规划计算能力峰值达3000万亿次/秒,该超算集群,, 郑州大学还将以此平台建立全国最大的人工智能人才培训基地。神威.太湖之光和全国最大的人工智能人才培养基地、河南最大规模超算集群,可以说是代表了世界超算的顶尖水平,等闲人等,显然“只能远观而不可亵玩焉”。而现在居然有一个比赛,可以让年轻的大学生们,免费在神威.太湖之光和河南最大超算集群上“玩耍”,你说这个比赛牛不牛?

什么?这么牛的比赛都没听说过,那你可就真的很low了,这项比赛都已经举办过5届了,它就是ASC世界大学生超级计算机竞赛!

ASC是什么“鬼”?

ASC Student Supercomputer Challenge是由亚洲发起的世界最大规模的大学生超算竞赛。该竞赛由中国倡议成立,与日本、俄罗斯、韩国、新加坡、泰国、中国台湾、中国香港等国家和地区的超算专家和机构共同发起并组织,并得到美国、欧洲等国家地区超算学者和组织的积极响应支持。ASC旨在通过大赛的平台,推动各国及地区间超算青年人才的交流和培养,提升超算应用水平和研发能力,发挥超算的科技驱动力,促进科技与产业创新。

2017年ASC世界大学生超级计算机竞赛(以下简称ASC17)由亚洲超算协会、郑州大学、国家超算无锡中心和浪潮集团共同主办。大赛报名启动于2016年12月,2月16日在郑州大学举办启动会。

强大的参赛队伍

今年,ASC吸引了来自中国、美国、英国、德国、印度、俄罗斯、匈牙利、巴西、南非等15个国家和地区,230支高校前来参赛,再次刷新赛会纪录,ASC竞赛俨然已经成为世界规模最大、覆盖地区最广的大学生超算竞赛。

而在参赛队伍中除了国内著名的传统强队如清华大学、上海交通大学、华中科技大学等,海外高校也是强队林立。埃尔朗根-纽伦堡大学是德国最杰出的研究型大学之一,有四人获得过诺贝尔奖,德国总理路德维希·艾哈德也曾在该校就读。印度理工学院被称为该国“科学皇冠上的瑰宝”,是印度最顶尖的工程教育与研究机构,为印度软件业在世界范围内的成功做出了不可磨灭的贡献。波兰华沙大学是波兰规模最大的国立大学,其数学与计算建模中心在海洋数值模拟、天气预测、视觉分析等应用领域拥有多项成果。多次夺得ISC国际超算竞赛冠军的南非此次由Khulisa Academy首次报名参赛。北欧乃至全欧洲最古老的大学之一的爱沙尼亚塔尔图大学连续两年报名参加ASC竞赛,新加坡南洋理工大学、美国波士顿大学等高校更是ASC竞赛的“常客”。

紧扣热点的竞赛命题

ASC17超算大赛赛题紧扣当前热点,分别为超算系统设计、HPL测试、2016年戈登·贝尔奖提名应用高分辨率海浪数值模拟和人工智能领域的无人驾驶的交通预测。

交通预测试题:来自百度深度学习研究院,这是当前热门的无人驾驶技术中最关键的应用软件之一,可以在考虑时空关系后对交通情况做出合理预测,帮助车辆选择最合适的路线,特别是在城市拥堵情况下的路线选择更有现实的意义。在预赛阶段,百度将给出某城市前50个工作日实际采集的交通状况的训练数据集,各参赛队可以通过百度PaddlePaddle深度学习计算框架进行数据训练,最终对第51个工作日早高峰期间每5分钟的交通状况进行预测,百度将根据交通预测的准确度评判各队的预赛成绩。

高分辨率海浪数值MASNUM_WAVE:要求所有参赛队在全球最快超级计算机神威·太湖之光上完成该项试题的应用优化。组委会将提供完全真实、精度有所差异的2组海洋数据,一组为西太平洋海浪数据,另一组为全球海洋海浪数据。本赛题所属软件包的应用优化曾获得了2016年戈登·贝尔奖提名

HPL测试:参赛队需要在郑州大学(郑州)超算中心部署的KNL计算集群上完成

超算系统设计:要求各支参赛队伍在3000W额定功耗下,使用浪潮超算服务器设计构建集群并提交书面方案。

世界顶级的竞赛平台

ASC17的竞赛平台是世界顶尖的,包括世界最快超级计算机神威.太湖之光以及郑州大学超算,各高校参赛队在预赛阶段就能亲身接近世界最快超级计算机神威.太湖之光和郑州大学(郑州)超算。作为目前世界上最快的超级计算机,神威.太湖之光峰值性能为12.5亿亿次/秒。在预赛阶段,各参赛队可远程登陆神威.太湖之光,组委会将给每个队提供超过1000核的太湖之光计算资源。

而作为河南最大规模超算集群的郑州大学(郑州)超算,规划峰值计算性能将超3000万亿次每秒,目前一期工程已建设完成,峰值性能超800万亿次每秒,并部署了我国目前最大规模的新一代至强融核处理器集群。组委会将开放该集群作为竞赛平台让参赛队远程登陆。

郑州大学超算系统采用KNL融核计算架构,软件方面采用了Caffe-MPI人工智能计算框架,该框架是浪潮集团在开源Caffe的基础上,依托中国并行计算联合实验室的资源,开发的Caffe-MPI并行版本,Caffe-MPI(https://github.com/Caffe-MPI/Caffe-MPI.github.io)是一款高性能高可扩展的深度学习计算框架,是由浪潮的HPC应用开发团队进行开发。Caffe-MPI是一款分布式集群版本,可支持GPU/MIC/KNL多平台,具有高扩展性和高性能。目前支持6节点24块Tesla M40 GPU,训练GoogLeNet(Inception V1)网络,每秒可处理2000张图片,在短短18小时内将GoogLeNet网络的精确度提高至78%。如下是使用KNL集群运行Caffe-MPI框架的一个示例,可以看出计算时间得到大幅减少。
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为什么是人工智能?

ASC17今年竞赛的题目中加入了人工智能的赛题,这已经是ASC大赛连续两年加入人工智能赛题,对此,ASC竞赛发起人、中国工程院院士、浪潮集团首席科学家王恩东表示,随着超级计算、大数据、云计算相互融合,以人工智能为代表的智慧计算将成为未来计算产业里面最重要的组成部分,这将对计算技术带来新的挑战。ASC竞赛连续两届设置人工智能赛题,就是希望参赛大学生能够了解掌握最新的人工智能算法、大数据应用和先进计算架构的相关知识和能力,成为面向未来的复合型科技精英。

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而目前,人工智能最流行的方法是深度学习,深度学习是在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,使得机器能从大量历史数据中学习规律,从而对新的样本做智能识别或对未来做预测,以达到具有人类一样的思考能力。然而,要模拟人脑绝非易事,人脑的计算能耗比是超级计算机天河2号的200万倍,据了解,人类大脑大致有1000亿神经元,每个神经元有大约5000个神经突触。要使机器无限接近人类的思考能力意味着要模拟出更多的神经元和神经突触,模拟人脑对计算的要求极高,这就要求必须在强大的超级计算机平台上进行。

ASC超算竞赛赛题设置人工智能,就是让在校大学生构建一个 “机器大脑”,解决现实生活中的一类问题,如智能语音、预测交通路线拥堵情况等,如何让机器的大脑更加精准、更加快速,如何像人脑一样快速、精准的做出判断,是世界科学家一直在解决的人工智能难题,而这项难题将由本科在校大学生来进行挑战,一方面可以培养大学生的学习动手兴趣,一方面可以激发大学生的创新精神。

事实证明,青年大学生在比赛中展现出的创新让人惊喜。在ASC16超算竞赛中,华中科技大学参赛队曾针对深度学习DNN智能语音识别应用,对涉及英文、中文普通话、四川方言三个语种共约60万条语音数据实现了高准确度训练模型,并将计算性能最高提升108倍。

为何是浪潮?

据悉,ASC已经连续举办了6年,而浪潮在这六年中始终作为ASC最稳定的支持者,那么,浪潮为何要持续支持ASC?ASC对于浪潮又有何意义呢?对此,浪潮集团高性能计算总经理刘军表示,从2011年到2016年这十年间,中国的超级计算机在硬件的设计发展方面,应该是走在了世界的前面,在最顶尖的超级计算机上面,最近这六年中国取得了九次第一,所以中国在硬件的设计上是走在世界的前列的。但是也应该看到,我国在超级计算的应用发展和人才培养方面实际上与世界上先进的国家,如美国、日本、欧洲相比仍有较大的差距,我们希望通过大学生超算竞赛这样一种方式,能够吸引年轻人对于超级计算机这样一个最新前沿科技的热情和兴趣,以及对此技术的热爱,让他们在大学生阶段就能够了解到这样一个新的前沿技术,能够提供给他们一个实际操作实战的机会。这样的话,在他们日后不管是工作,还是研究中,都能够用好超级计算机这样一个综合系统。

同时,在这六年来,ASC从最初只有27所中国的高校队伍参赛,到今年的比赛,已经是全球六大洲,十五个国家和地区的230所高校的竞争,这是全球最大规模的大学生超算竞赛,比在德国举行的ISC超算竞赛以及在美国举行的SC大学生超算竞赛规模都要大很多,并且参与度和应用导向的明确性也具有鲜明的特点,而通过这么几届的比赛,使得更多的年轻人,更多的大学生朋友了解了超算,知道了中国在超算方面的进步以及对下一步应用的需求,激发了他们对于这样一个新的前沿科技的喜爱和关注,同时也促进了中国的年轻人和世界的年轻人在最新的科技前沿端的交流,这是一件非常有意义的事情。

据悉,此次ASC17世界大学生超级计算机竞赛的决赛将于4月底在国家超算无锡中心举办,到底哪只参赛队伍能够摘取此次大赛的桂冠,让我们拭目以待!

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