1929年,，超級(jí)計(jì)算（Supercomputing）首次出現(xiàn)在《紐約世界報(bào)》的報(bào)道中。由成百上千甚至更多處理器組成的超級(jí)計(jì)算機(jī),，是解決重大科學(xué)問(wèn)題的重要工具,，如今正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,。

　　2010年11月，中國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”天河一號(hào)“在TOP500組織發(fā)布的全球超算排行榜中位列第一,。此后,，”天河二號(hào)“也在2013年6月-2016年6月間獲得了6連冠（TOP500榜單每年6月和11月更新）,。

　　2016年超越”天河二號(hào)“的最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣來(lái)自中國(guó)，名為神威·太湖之光,。

　　”2010年之后，我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)建設(shè)和部署取得了較大成果,，進(jìn)入超算TOP500榜單的計(jì)算機(jī)數(shù)量也大幅增長(zhǎng),。“ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽組委會(huì)委員劉軍說(shuō),，”雖然我們?cè)谟布矫嫱度肓撕芏?，但在這些超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用和軟件,，尤其是超算結(jié)合產(chǎn)業(yè)和科研創(chuàng)新的能力相對(duì)而言還很弱,，其根本的原因是人才儲(chǔ)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足?！坝谑?，ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（ASC Student Supercomputer Challenge）于2012年發(fā)軔，由中國(guó)倡議成立,，與日本,、俄羅斯,、韓國(guó),、新加坡,、泰國(guó),、中國(guó)臺(tái)灣,、中國(guó)香港等國(guó)家和地區(qū)的超算專家和機(jī)構(gòu)共同發(fā)起并組織,，得到美國(guó),、歐洲等國(guó)家地區(qū)超算學(xué)者和組織的積極響應(yīng)支持。

　　歷經(jīng)9年,，ASC從中國(guó)到亞洲再到世界的規(guī)模升級(jí),，影響力不斷攀升，如今ASC與SC,、ISC并稱全球三大大學(xué)生超算競(jìng)賽,，吸引了全球近萬(wàn)名大學(xué)精英人才參與。

　　受疫情影響,，ASC 20-21競(jìng)賽創(chuàng)新性的采用了線下、線上同步舉行的方式,，分為報(bào)名、初賽和決賽三個(gè)階段,，由亞洲超算協(xié)會(huì),、南方科技大學(xué)、浪潮集團(tuán)共同主辦,。5月8日至12日，從300多支參賽隊(duì)伍脫穎而出,，進(jìn)入線下總決賽的21支隊(duì)伍在南方科技大學(xué)激烈角逐,，最終ASC20-21總決賽冠軍由黑馬暨南大學(xué)拿下，清華大學(xué)獲得亞軍,，e Prize計(jì)算挑戰(zhàn)獎(jiǎng)和最高計(jì)算性能獎(jiǎng)分別由清華大學(xué)和中山大學(xué)獲得,。

　　線上競(jìng)賽的7支隊(duì)伍中，中國(guó)臺(tái)灣新竹清華大學(xué)獲得冠軍,。

　　ASC的目標(biāo)是培養(yǎng)中國(guó)超算人才，促進(jìn)全球頂超算人才的交流與合作,，在這個(gè)過(guò)程中,，ASC如何培養(yǎng)中國(guó)的超算人才？

　　1

　　全球最具挑戰(zhàn)的超算競(jìng)賽

　　ASC與美國(guó)SC,、德國(guó)ISC并稱為全球三大超算競(jìng)賽,。每年，ASC最先舉辦,，一般在四五月份,，接下來(lái)是ISC，大概在六七月舉行,，SC則會(huì)在年底舉行,。打頭陣的ASC也是三大超算競(jìng)賽中最具挑戰(zhàn)性的賽事。

　　全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排行榜TOP500發(fā)起人,，美國(guó)工程院院士,，橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及田納西大學(xué)教授杰克·唐加拉（Jack Dongarra）說(shuō)：”我參與過(guò)全球主要的大學(xué)生超算競(jìng)賽，和國(guó)際同類競(jìng)賽相比,，ASC是最激烈的,，也是最具挑戰(zhàn)性的超算競(jìng)賽。參賽隊(duì)員要在短短五天內(nèi)完成系統(tǒng)的組裝,，調(diào)試以及比賽,。“

　　ASC20-21南方科技大學(xué)決賽現(xiàn)場(chǎng)

　　這意味著,，ASC的參賽隊(duì)員比拼的不僅是腦力,，還有動(dòng)手能力和體力。作為在同類比賽中第一個(gè)引入世界頂級(jí)超算系統(tǒng)作為競(jìng)賽平臺(tái)的賽事,，ASC在2014年引入了當(dāng)時(shí)全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)作為競(jìng)賽平臺(tái),，2017年將超級(jí)計(jì)算機(jī)神威·太湖之光作為競(jìng)賽平臺(tái),。

　　同時(shí),，ASC致力于通過(guò)競(jìng)賽實(shí)現(xiàn)與國(guó)際大科學(xué)問(wèn)題的結(jié)合，為參賽隊(duì)員創(chuàng)造更多與國(guó)際大科學(xué)工程親密接觸的機(jī)會(huì),。ASC15競(jìng)賽與世界最大射電天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目SKA合作，將其應(yīng)用Gridding作為賽題,，ASC17競(jìng)賽采用戈登·貝爾獎(jiǎng)入圍應(yīng)用高分辨率海浪數(shù)值模擬MASNUM及無(wú)人駕駛領(lǐng)域AI應(yīng)用作為競(jìng)賽賽題,。

　　不僅如此,，ASC競(jìng)賽還與領(lǐng)先的科技企業(yè)合作開展人工智能方面的賽題創(chuàng)新。比如ASC17人工智能賽題為百度提供的交通預(yù)測(cè)應(yīng)用,，ASC18人工智能賽題為微軟提供的自然語(yǔ)言閱讀理解中的搜索提問(wèn)回答預(yù)測(cè)。

　　延續(xù)ASC一貫的推動(dòng)青年人才培養(yǎng),，引導(dǎo)大學(xué)生們運(yùn)用超算挑戰(zhàn)前沿科學(xué)問(wèn)題的目標(biāo),。ASC20-21總決賽的賽題包括基于FAST（中國(guó)天眼）真實(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)搜索脈沖星,、訓(xùn)練人工智能模型參加英語(yǔ)考試,、用經(jīng)典計(jì)算機(jī)模擬量子計(jì)算,、跨隊(duì)伍合作的超級(jí)團(tuán)隊(duì)賽,、跨尺度天氣預(yù)報(bào)模式MPAS-A,、超算基準(zhǔn)測(cè)試HPL和HPCG等,。

　　這些賽題不僅讓參賽隊(duì)員們絞盡腦汁、學(xué)習(xí)了新知識(shí),，也激發(fā)了他們的創(chuàng)造力,。獲得e Prize計(jì)算挑戰(zhàn)獎(jiǎng)的清華大學(xué)參賽隊(duì)員告訴雷鋒網(wǎng)：”我們是計(jì)算機(jī)系的學(xué)生,，對(duì)脈沖星以及天文領(lǐng)域并不了解,，所以我們首先需要學(xué)習(xí)一些背景知識(shí),，然后對(duì)代碼進(jìn)行深入分析?！?/p>

”我負(fù)責(zé)的是AI賽題,，初賽的題目是訓(xùn)練AI模型完成完形填空，決賽的題目是閱讀理解,，兩個(gè)賽題有比較大的差別,，需要從零開始重新思考?！棒吣洗髮W(xué)參賽隊(duì)員為賽題絞盡腦汁的同時(shí)也會(huì)靈光乍現(xiàn),，”為了縮短訓(xùn)練時(shí)間，我們需要用分布式計(jì)算的方法,，我們學(xué)校的設(shè)備不太適合分布式計(jì)算,，所以是到了現(xiàn)場(chǎng)直接調(diào)試，在很急切的情況下調(diào)試成功，這算臨場(chǎng)發(fā)揮,，也有靈光乍現(xiàn),。“

中山大學(xué)的參賽隊(duì)員形容決賽的過(guò)程就像坐過(guò)山車,，”我以前的想法是高性能計(jì)算不需要控制功耗,，結(jié)果決賽要求參賽隊(duì)伍要在3000W功耗約束下設(shè)計(jì)搭建超算系統(tǒng)。要用我們以前沒(méi)有見過(guò)的最新CPU搭建系統(tǒng),，特別是發(fā)現(xiàn)它功率很大,，我們冒險(xiǎn)改了機(jī)器內(nèi)部的走線，充分發(fā)揮了機(jī)器的算力,，在3000W功耗約束下運(yùn)行HPL國(guó)際基準(zhǔn)測(cè)試,，實(shí)現(xiàn)79.04萬(wàn)億次/秒的持續(xù)浮點(diǎn)運(yùn)算性能，創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄并獲得最高計(jì)算性能獎(jiǎng),?！?/p>

雷鋒網(wǎng)了解到，線下決賽的設(shè)備是浪潮4月剛發(fā)布的新機(jī)型,，總價(jià)值超過(guò)千萬(wàn)元,。ASC20-21獎(jiǎng)金總額超38萬(wàn)元人民幣，是全球范圍內(nèi)獎(jiǎng)金最高的超算賽事,。

　　2

　　如何挖掘與培養(yǎng)中國(guó)超算人才,？

　　與腦力挑戰(zhàn)并存的，是動(dòng)手能力與體力的挑戰(zhàn),?！北荣愅曜畲蟮母惺芫褪抢邸SC因?yàn)橐咔椴捎玫氖蔷€上比賽,，比賽時(shí)間為72小時(shí),，我們有很多時(shí)間去調(diào)整策略，也可以利用跑應(yīng)用的時(shí)間休息一下,。ASC兩個(gè)正式比賽日每天10小時(shí)的時(shí)間,，要完成3-4個(gè)賽題，意味著我們能夠做的策略調(diào)整會(huì)少一些,?！扒迦A大學(xué)參賽隊(duì)員同時(shí)表示。

　　”線下比賽讓我能夠認(rèn)識(shí)很多新朋友,，在交流中得到一些新的靈感,。并且，通過(guò)調(diào)試搭建系統(tǒng),，我對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)組成的原理有更深的理解,，這是非常大的收獲,。“

暨南大學(xué)參賽隊(duì)員也提到,，”學(xué)校的服務(wù)器和比賽的服務(wù)器差別比較大,，有一些硬件和軟件版本的問(wèn)題，我們花了比較長(zhǎng)時(shí)間在集群方面,。但一些在學(xué)校沒(méi)有調(diào)好的東西在比賽現(xiàn)場(chǎng)都調(diào)試出來(lái)了,，這是一個(gè)比較獨(dú)特的經(jīng)歷?！?/p>

作為全球首個(gè)重啟線下比賽的超算大賽,，ASC20-21線上、線下同步舉行的賽制具有創(chuàng)新性,，當(dāng)然也具有挑戰(zhàn)性,。劉軍說(shuō)：”線下和線上隊(duì)伍跨地區(qū)、跨時(shí)區(qū),、跨語(yǔ)言協(xié)作對(duì)整個(gè)比賽而言非常有意義,。為了將這兩種方式結(jié)合，我們進(jìn)行了大量的嘗試,。“這就有了超級(jí)團(tuán)隊(duì)賽,，也就是參加總決賽的隊(duì)伍通過(guò)抽簽的方式隨機(jī)組成7個(gè)超級(jí)團(tuán)隊(duì),，每個(gè)超級(jí)團(tuán)隊(duì)需包含一支線上參賽隊(duì)伍，以跨團(tuán)隊(duì)合作的形式共同完成決賽的”超級(jí)“賽題,。

　　ASC20-21的超級(jí)團(tuán)隊(duì)賽題圍繞新冠病毒展開,，參賽隊(duì)員使用VENAS，盡可能用最短的時(shí)間來(lái)完成萬(wàn)數(shù)量級(jí)病毒基因組的變異演化網(wǎng)絡(luò)計(jì)算,。最終,，由西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué),、清華大學(xué),、俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)組成的聯(lián)隊(duì)通過(guò)對(duì)VENAS的高效優(yōu)化，性能提升超過(guò)10倍,，成功贏得超級(jí)團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng),。

　　ASC讓參賽隊(duì)員能夠接觸，使用最新,、最強(qiáng)的超算系統(tǒng),，還能貼近創(chuàng)新前沿，幫助解決前沿科學(xué)問(wèn)題,。但ASC的影響力不止于參賽的10000多名大學(xué)生,。

　　暨南大學(xué)指導(dǎo)老師楊光華說(shuō)：”我們從2018年第一次參加ASC時(shí)對(duì)大賽的一無(wú)所知，到如今獲得冠軍，在這個(gè)過(guò)程中是不斷的老人帶新人的滾動(dòng)培養(yǎng),，對(duì)于促進(jìn)我們的教學(xué)科研起到非常大的作用,。“

南方科技大學(xué)科學(xué)與工程計(jì)算中心主任工程師范靖也說(shuō)：”我們從2016年開始參加ASC,，在比賽的過(guò)程中學(xué)生們自發(fā)組織了南科大學(xué)生超算俱樂(lè)部,，他們有自己的架構(gòu)組織，也有定期的培訓(xùn)交流,?！?/p>

在ASC的帶動(dòng)下，也有非計(jì)算機(jī)和AI相關(guān)專業(yè)的學(xué)生加入超算團(tuán)隊(duì),。中山大學(xué)參賽隊(duì)員告訴雷鋒網(wǎng)（公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng)）,，”我們超算三隊(duì)今年會(huì)有兩個(gè)航空航天學(xué)院的同學(xué)，因?yàn)樗麄兘?jīng)常需要用超算模擬很多東西,，同時(shí)他們對(duì)超算也非常感興趣,，因此我們超算隊(duì)也歡迎他們的加入?！?/p>

不僅如此,，ASC還在努力吸引更多人才參與其中?！眹?guó)內(nèi)參賽隊(duì)伍特別多,，水平也特別高，但總體而言還是存在不均衡的問(wèn)題,，西部高校參賽的頻次以及進(jìn)入總決賽的隊(duì)伍相對(duì)東部,，尤其是領(lǐng)先985高校有比較大的差距?！皠④娺M(jìn)一步表示,。

　　”我們希望讓更多中國(guó)大學(xué)生有機(jī)會(huì)參與到ASC。之前,，我們?cè)谔砉ご髮W(xué)辦過(guò)一次總決賽,，對(duì)于西部高校來(lái)說(shuō)可能比較少有這樣的機(jī)會(huì)。今年我們看到,，太原理工大學(xué)和山西大學(xué)的參賽隊(duì)都進(jìn)入了總決賽并且取得了不錯(cuò)的成績(jī),。接下來(lái)，我們會(huì)做更多工作,，增強(qiáng)ASC的影響力和吸引力,。“

3

　　ASC開花結(jié)果

　　已經(jīng)走過(guò)九年的ASC,，為超算行業(yè)培養(yǎng)了不少人才,。劉軍介紹,，許多ASC的參賽隊(duì)員都工作出色，在戈登貝爾獎(jiǎng)和很多重大科研創(chuàng)新里都出現(xiàn)了他們的身影,。還有,，今年支持線上比賽的AWS團(tuán)隊(duì)成員之一，就是2016年華中科技大學(xué)ASC決賽的參賽隊(duì)員,。

　　ASC的賽題有的也在繼續(xù)研究中探索產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。暨南大學(xué)楊光華介紹，ASC19有一道超分辨率賽題,，就是利用AI將低分辨率圖像轉(zhuǎn)換為高分辨率圖像,。在大賽之后，他們將賽題中涉及到的一些AI模型算法應(yīng)用到了無(wú)線通信領(lǐng)域,，希望能夠通過(guò)超分辨率的想法或算法,，盡量降低整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載，提升系統(tǒng)的效率和吞吐量,，目前正在繼續(xù)科研和產(chǎn)業(yè)化,。

　　還有一個(gè)例子，2020年ASC的NLP賽題,，涉及到自然語(yǔ)言理解,，通過(guò)不斷研究NLP領(lǐng)域的相關(guān)算法，他們也在把NLP算法應(yīng)用到智慧醫(yī)療領(lǐng)域,，建立醫(yī)療診斷模型,，希望可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病情的診斷，甚至應(yīng)用到臨床,。

　　ASC20-21的超級(jí)團(tuán)隊(duì)賽題,，也可以幫助新冠病毒的溯源與傳播研究,，助力疫情防控,。

　　正如ASC競(jìng)賽發(fā)起人、中國(guó)工程院院士,、浪潮集團(tuán)首席科學(xué)家王恩東所說(shuō)：”新冠疫情讓我們更加深刻意識(shí)到,，只有更廣泛的跨國(guó)跨地區(qū)協(xié)作與創(chuàng)新，才能更好地應(yīng)對(duì)人類共同面臨的重大挑戰(zhàn),。超級(jí)計(jì)算機(jī)作為解決重大科學(xué)問(wèn)題的重要工具,，將會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。ASC競(jìng)賽希望通過(guò)比賽的形式,，讓學(xué)生們不斷擴(kuò)大技術(shù)視野,、豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)、珍視團(tuán)隊(duì)精神,、強(qiáng)化合作意識(shí),，讓他們成長(zhǎng)為下一代計(jì)算科學(xué)家,。“