ASC14初赛鸣枪起跑 四大赛题考验五洲超算战队
2014年01月08日
作者：闫洁
来源：科学网 www.sciencenet.cn
ASC14初赛鸣枪起跑 四大赛题考验五洲超算战队
1月2日，2014 ASC世界大学生超级计算机竞赛（以下简称ASC14）正式进入初赛阶段。来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲等五大洲的七十八所报名参赛高校将迎来首轮“大考”，接受竞赛组委会给出的四大赛题的挑战。
据了解， ASC14初赛由ASC14竞赛组委会给定统一命题，参赛队伍将在总功耗3000W的限制条件下做出超算系统设计方案，完成HPL、Quantum Espresso两项应用测试与优化，并通过远程平台登陆由组委会提供的MIC超算集群完成3D-EW的MIC应用移植优化工作。所有参赛队伍需要在2月27日上午9点前提交设计方案和应用优化代码，ASC14评审委员会将对所有预赛提交方案进行评审、对应用代码进行验证、对预赛成绩进行评定并选拔出进入决赛的队伍。
从已公布的初赛试题来看，参赛队伍首先需要展现超算系统的设计构建能力。在总功耗3000W的限制下，各参赛队伍提交的对计算性能、功耗控制、高速网络、加速器、软件环境综合考量的超算系统设计方案的合理性与创新性，将成为评审委员会评估方案优劣的重要依据。
HPL测试是超算TOP500排名的重要依据，将主要考察参赛队对硬件平台的浮点计算性能优化能力。参赛队伍要取得好成绩，需要对超算系统体系结构、多级存储一致性、高速网络、算法优化等方面进行全方位的综合研究，在混合架构、单一架构等方案之间比较选择，并结合性能功耗比加以反复优化和测试。竞赛组委会在命题中特意指出鼓励各参赛队伍从算法及代码角度深入分析从底层算法上对HPL软件进行优化。
Quantum Espresso应用软件是目前应用较为广泛的开源量子分子动力学计算软件，包含了PWscf、FPMD、CP、PWgui、Atomic五大功能模块，包括电子自洽计算、晶格动力学计算、后续数据处理、电子输运性质计算、分子动力学等模块，能够完成超现实的材料性能模拟，主要应用在新材料开发领域。目前量子分子动力学计算软件普遍具有扩展性较差的弱点，而Quantum Espresso可以根据不同的应用体系扩展上千核到上万核。
3D-EW（三维纵横波分离的弹性波方程模拟方法）是本届ASC14的超大规模CPU+MIC异构并行计算集群上的应用优化的指定赛题，是与ASC 14报名同时启动的“中国好应用”征集活动中最终入选的中国自主研发应用软件。该软件由中国石油东方地球物理公司自主研发，在石油勘探等领域具备广泛应用前景。
3D-EW成为比赛指定试题，展现出ASC 14对中国自主超算应用软件的支持，希望通过自主应用征集并发挥大学生的创造性思维来解决实际难题；同时也体现了超算在现代工业中扮演的重要角色——超算不仅是“科研的大脑”，更是“经济的大脑”。石油行业对超算有旺盛需求，很多应用需要成百上千的计算节点连续运行几个月才能得出运算结果。3D-EW作为MIC应用优化题目，具有很强的并行性，为参赛队伍保留了极大的发挥空间，队员可以充分发挥想象力，将软件优化到尽可能好的性能，同时扩展到超大规模的CPU+MIC异构并行计算集群上，这将有助于参赛队员对大超算平台应用的理解。此外，参赛队员对3D-EW的优化结果，也将反馈给软件提供者——中国石油东方地球物理公司，帮助对软件做出更大的改进和优化。从这一角度来看，ASC 14已经成为对接“产学研”的重要桥梁，有效推动了超算在实际生产中的应用。
对于比赛试题的选择，ASC14竞赛组委会委员、浪潮集团高性能计算总经理刘军介绍说，试题主要考察参赛队伍三方面的能力：HPL测试能培养大学生在超算硬件系统设计优化的能力，Quantum Espresso测试考察了大学生对当前热点应用的掌握水平，3D-EW则重点考察大学生对MIC这项并行计算新技术的理解程度。特别是3D-EW优化，更能体现出超算的实际应用价值，让参赛大学生学有所用，真正推动超算人才的培养，从而使大赛成为青年科学家实现梦想的舞台。
另据了解，本次ASC14大赛的专家委员会主席将由中国国家最高科技奖获得者中国工程院院士金怡濂、Linpack创始人及TOP500发起者之一美国田纳西大学教授Jack Dongarra、美国劳伦斯•利弗莫尔国家实验室计算副主任Dona L. Crawford等世界顶尖超算专家联合担任。
全球七十八所高校报名、国际顶级超算专家的加盟，使得ASC14成为全球规模最大一届超算竞赛。而中国凭借着东道主的身份，也将进一步增强在全球超算界的影响力和发言权，继续向超算强国迈进。