1月2日，2014 ASC世界大學(xué)生超級計算機(jī)競賽(以下簡稱ASC14)正式進(jìn)入初賽階段，來自亞洲、歐洲、北美洲、南美洲、非洲等五大洲總計七十八所報名參賽高校將迎來首輪“大考”，接受競賽組委會給出的四大賽題的挑戰(zhàn)。
據(jù)了解， ASC14初賽由ASC14競賽組委會給定統(tǒng)一命題，參賽隊伍將在總功耗3000W的限制條件下做出超算系統(tǒng)設(shè)計方案，完成HPL、Quantum Espresso兩項應(yīng)用測試與優(yōu)化，并通過遠(yuǎn)程平臺登陸由組委會提供的MIC超算集群完成3D-EW的MIC應(yīng)用移植優(yōu)化工作。所有參賽隊伍需要在2月27日上午9點(diǎn)前提交設(shè)計方案和應(yīng)用優(yōu)化代碼，ASC14評審委員會將對所有預(yù)賽提交方案進(jìn)行評審、對應(yīng)用代碼進(jìn)行驗證、對預(yù)賽成績進(jìn)行評定并選拔出進(jìn)入決賽的隊伍。
從已公布的初賽試題來看，參賽隊伍首先需要展現(xiàn)超算系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)建能力。在總功耗3000W的限制下，各參賽隊伍提交的對計算性能、功耗控制、高速網(wǎng)絡(luò)、加速器、軟件環(huán)境綜合考量的超算系統(tǒng)設(shè)計方案的合理性與創(chuàng)新性，將成為評審委員會評估方案優(yōu)劣的重要依據(jù)。
HPL測試是超算TOP500排名的重要依據(jù)，將主要考察參賽隊對硬件平臺的浮點(diǎn)計算性能優(yōu)化能力。參賽隊伍要取得好成績，需要對超算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、多級存儲一致性、高速網(wǎng)絡(luò)、算法優(yōu)化等方面進(jìn)行全方位的綜合研究，在混合架構(gòu)、單一架構(gòu)等方案之間比較選擇，并結(jié)合性能功耗比加以反復(fù)優(yōu)化和測試。競賽組委會在命題中特意指出鼓勵各參賽隊伍從算法及代碼角度深入分析從底層算法上對HPL軟件進(jìn)行優(yōu)化。
Quantum Espresso應(yīng)用軟件是目前應(yīng)用較為廣泛的開源量子分子動力學(xué)計算軟件，包含了PWscf、FPMD、CP、PWgui、Atomic五大功能模塊，包括電子自洽計算、晶格動力學(xué)計算、后續(xù)數(shù)據(jù)處理、電子輸運(yùn)性質(zhì)計算、分子動力學(xué)等模塊，能夠完成超現(xiàn)實的材料性能模擬，主要應(yīng)用在新材料開發(fā)領(lǐng)域。目前量子分子動力學(xué)計算軟件普遍具有擴(kuò)展性較差的弱點(diǎn)，而Quantum Espresso可以根據(jù)不同的應(yīng)用體系擴(kuò)展上千核到上萬核。
3D-EW(三維縱橫波分離的彈性波方程模擬方法)是本屆ASC14的超大規(guī)模CPU+MIC異構(gòu)并行計算集群上的應(yīng)用優(yōu)化的指定賽題，是與ASC 14報名同時啟動的“中國好應(yīng)用”征集活動中最終入選的中國自主研發(fā)應(yīng)用軟件。該軟件由中國石油東方地球物理公司自主研發(fā)，在石油勘探等領(lǐng)域具備廣泛應(yīng)用前景。
3D-EW成為比賽指定試題，展現(xiàn)出ASC 14對中國自主超算應(yīng)用軟件的支持，希望通過自主應(yīng)用征集并發(fā)揮大學(xué)生的創(chuàng)造性思維來解決實際難題;同時也體現(xiàn)了超算在現(xiàn)代工業(yè)中扮演的重要角色——超算不僅是“科研的大腦”，更是“經(jīng)濟(jì)的大腦”。石油行業(yè)對超算有旺盛需求，很多應(yīng)用需要成百上千的計算節(jié)點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行幾個月才能得出運(yùn)算結(jié)果。3D-EW作為MIC應(yīng)用優(yōu)化題目，具有很強(qiáng)的并行性，為參賽隊伍保留了極大的發(fā)揮空間，隊員可以充分發(fā)揮想象力，將軟件優(yōu)化到盡可能好的性能，同時擴(kuò)展到超大規(guī)模的CPU+MIC異構(gòu)并行計算集群上，這將有助于參賽隊員對大超算平臺應(yīng)用的理解。此外，參賽隊員對3D-EW的優(yōu)化結(jié)果，也將反饋給軟件提供者——中國石油東方地球物理公司，幫助對軟件做出更大的改進(jìn)和優(yōu)化。從這一角度來看，ASC 14已經(jīng)成為對接“產(chǎn)學(xué)研”的重要橋梁，有效推動了超算在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
對于比賽試題的選擇，ASC14競賽組委會委員、浪潮集團(tuán)高性能計算總經(jīng)理劉軍介紹說，試題主要考察參賽隊伍三方面的能力：HPL測試能培養(yǎng)大學(xué)生在超算硬件系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的能力，Quantum Espresso測試考察了大學(xué)生對當(dāng)前熱點(diǎn)應(yīng)用的掌握水平，3D-EW則重點(diǎn)考察大學(xué)生對MIC這項并行計算新技術(shù)的理解程度。特別是3D-EW優(yōu)化，更能體現(xiàn)出超算的實際應(yīng)用價值，讓參賽大學(xué)生學(xué)有所用，真正推動超算人才的培養(yǎng)，從而使大賽成為青年科學(xué)家實現(xiàn)夢想的舞臺。
另據(jù)了解，本次ASC14大賽的專家委員會主席將由中國國家最高科技獎獲得者中國工程院院士金怡濂、Linpack創(chuàng)始人及TOP500發(fā)起者之一美國田納西大學(xué)教授Jack Dongarra、美國勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室計算副主任Dona L. Crawford等世界頂尖超算專家聯(lián)合擔(dān)任。
全球七十八所高校報名、國際頂級超算專家的加盟，使得ASC14成為全球規(guī)模最大一屆超算競賽。而中國憑借著東道主的身份，也將進(jìn)一步增強(qiáng)在全球超算界的影響力和發(fā)言權(quán)，繼續(xù)向超算強(qiáng)國邁進(jìn)。