ASC超算競賽應用賽題研討會在青海大學成功舉行

科技得有時時評 2024-06-23 19:10:51

近日,ASC世界大學生超算競賽應用賽題研討會(下簡稱“研討會”)在青海大學成功舉辦。會上,來自ASC24總決賽的賽題應用專家、評審專家和ASC24參賽隊代表齊聚,探討了ASC應用賽題的挑戰、分享了寶貴的參賽經驗,並對前沿的超算研究成果進行了深入交流。

ASC世界大學生超算競賽應用賽題研討會代表合影

本次研討會由 ASC 競賽組委會聯合青海大學共同舉辦,旨在爲超算人才建立起知識共享、技術交流、思維碰撞的橋梁。通過本次研討會,ASC參賽青年將深化理論知識學習和應用優化能力,並通過與超算專家的面對面交流,爲未來的科研工作和職業發展打下基礎。

研討會現場交流

青海大學計算機技術與應用學院院長薛巍向出席本次研討會的各位專家和參賽隊員表示熱烈歡迎和衷心感謝。他指出,青海大學一直非常重視計算技術發展與人才培養,本次研討會可以進一步加強超算人才交流,通過成果展示、經驗分享、問題研討,激發參與者的創新靈感,爲超算技術發展注入新的活力。

青海大學計算機技術與應用學院院長薛巍

ASC評審委員會主席、中國科學院計算機網絡信息中心高性能計算部主任金鍾表示,ASC競賽不僅促進了計算技術的創新,也推動了我國青年人才培養。他對參賽隊員在競賽中展現的應用優化能力和應變能力給予高度評價,並期望本次研討會能夠進一步點燃青年才俊的創新激情。

ASC評審委員會主席中國科學院計算機網絡信息中心高性能計算部主任金鍾

賽隊分享

ASC24超算大賽總決賽要求各參賽隊伍在3000瓦功耗約束下設計安裝小型超算集群,運行優化國際通行基准測試HPL&HPCG、大模型推理優化、滲流數值模擬、火星大氣模擬、地震波模擬、新型材料結構計算等前沿科學與工程應用,並參加英文答辯。北京大學、中山大學、浙江大學、齊魯工業大學、青海大學等隊伍在各項賽題上取得了優異成績,在研討會現場,他們分享了本次參賽的經驗和收獲。

作爲衛冕冠軍,北京大學隊隊長孫遠航分享了他們的奪冠經驗和策略。他將賽題歸納爲兩種類型:白盒優化和黑盒優化,前者要求團隊深入分析並針對明確優化點進行改進,後者涉及對大量小函數的複雜優化。他通過具體案例展示了團隊如何通過改變數據結構和算法來顯著提升計算性能,並表示ASC競賽能夠充分激發團隊間的學習協作、跨學科的思考和方法創新的能力。

北京大學隊孫遠航

針對e Prize計算挑戰獎的指定賽題——滲流數值模擬賽題,中山大學隊的羅以彬和黃宇傑分享了獨特的解題思路。他們針對仿真中的塊狀稀疏矩陣問題,提出了改進矩陣乘法接口和利用即時編譯技術提升性能的方法。他們使用了向量化SIMD技術充分利用CPU算力,通過代碼重構降低應用通信需求,結合階段分離策略減少階段間的依賴,減少了應用訪存需求,從而有效緩解訪存瓶頸,提升計算性能。他們的分享涵蓋了從理論到實踐的全方位內容,爲該應用優化提供了新思路。

中山大學隊羅以彬(左)和黃宇傑(右)

浙江大學隊指導老師王則可作爲代表,分享了他們在大模型推理優化賽題上的架構方案,包括如何充分利用實驗室資源,以應對多樣化的硬件選擇問題。他們使用了數據並行策略,在一個節點的8個GPU上運行,同時簡化了編譯流程。他們希望未來的賽題能夠更具科研價值和挑戰性,以提升學生的參與度和創新動力。

浙江大學隊指導老師王則可

地震波模擬是ASC24總決賽的超級團隊賽賽題,齊魯工業大學隊所在的“超級團隊”成功將原始代碼的運行時間從527秒優化至120余秒,加速比達到4.2倍。李傑相作爲代表,介紹了他們的實踐經驗。他們對賽題進行了深入分析,識別並針對性能瓶頸進行了優化,包括更新庫版本,實施OpenMP並行化,並對MPI通信進行了異步優化,減少了文件讀寫操作,有效降低了I/O阻塞。此外,他們利用編譯器優化了非必要的計算步驟,改進了內存訪問模式,通過算法優化和內存複用來提升效率。這些綜合措施的使用幫助他們極大提升了應用性能。

齊魯工業大學隊李傑相

青海大學隊的羅朝陽分享了他們的ASC24參賽收獲。他們開展定期組會進行知識交流和問題解決,通過每周分配任務強化專題學習,以增強對賽題的理解和應用。此外,爲了提升對硬件的熟悉程度以及現場解決問題的能力,他們操作自己的小型CPU集群來模擬比賽現場。在技術優化方面,團隊解決了大模型推理的緩存和計算瓶頸問題,並通過模型壓縮和量化技術減少了模型大小,提高了推理速度。羅朝陽還建議在優化框架中提供更多靈活性,並對再訓練的必要性和開銷進行了討論。

青海大學隊羅朝陽

賽題應用單位分享

ASC競賽一直聚焦前沿科學,每年的應用賽題都緊跟最新的科學和工程成果,引導大學生探索和解決當下最緊迫的科技創新問題。本次研討會特別邀請了ASC24賽題專家進行專題分享,幫助參賽隊伍深入了解賽題背後的超算應用情況,爲未來科研方向的選擇和職業發展積累經驗。

中國科學院數學與系統科學研究院的張晨松研究員在討論滲流數值模擬賽題時,強調了其在油藏數值模擬領域的重要應用。他強調了在該領域提升計算能力的重要性,並介紹了在數值模擬優化、並行計算性能瓶頸識別、數據驅動和神經網絡預測等方面的科研進展。他們在努力推動高性能計算與深度學習結合,並尋求技術創新來提高油氣資源的開發效率。

中國科學院數學與系統科學研究院張晨松研究員

針對火星大氣模擬賽題,中國科學院大氣物理研究所正高級工程師董理圍繞他的研究成果做了詳細介紹。他講述了火星作爲地球的"孿生兄弟",在科學研究和工程問題上的重要性。他詳細討論了火星大氣環流的特點、季節性變化、沙塵暴的形成機制,以及數值模擬在理解火星大氣中的關鍵作用,並期待更多超算青年投身大氣研究,共同完善物理過程研究,提升大氣模式的分辨率。

中國科學院大氣物理研究所正高級工程師董理

北京智源人工智能研究院大模型算法研究員玄日成是ASC24大模型推理優化賽題的評審專家。他從賽題設計和評審過程兩方面展開分享,詳細討論了賽題背後的邏輯,包括在特定硬件上實現大模型的推理加速和精度控制問題。他強調了推理優化技術在降低AI公司成本、縮短響應時間和提升用戶體驗方面的重要性,並指出了人才市場對推理優化工程師的高需求。面對實際應用場景的複雜性和代碼漏洞挑戰,他對參賽隊伍展示的技術方案多樣性和創新能力表示贊賞。

北京智源人工智能研究院大模型算法研究員玄日成

* ASC世界大學生超級計算機競賽(ASC Student Supercomputer Challenge)由中國發起組織,並得到亞洲及歐美相關專家和機構支持,旨在通過大賽平台推動各國及地區間超算青年人才交流和培養,提升超算應用水平和研發能力,發揮超算的科技驅動力,促進科技與産業創新。ASC超算大賽迄今已舉行至第十一屆,吸引來自全球六大洲上萬名大學生報名參賽,是全球最大規模的大學生超算競賽。

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