“一個軟件性能可以提升多少倍?”

　　華中科技大學(xué)給出的答案是60000倍以上。在4月舉行的ASC13決賽中，華中科技大學(xué)奪得了BSDE單項比賽的冠軍，經(jīng)過他們改寫和優(yōu)化的BSDE軟件性能提升了60000倍以上。大賽評審委員會主席、北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所副所長莫則堯認(rèn)為這一結(jié)果已經(jīng)達(dá)到甚至超出了專業(yè)技術(shù)人員的水準(zhǔn)。

　　作為亞洲舉辦的首屆國際性超級計算機(jī)大賽，ASC被視作與美國SC、德國ISC大學(xué)生超算大賽并駕齊驅(qū)的全球三大超算賽事之一，旨在推動亞洲國家及地區(qū)間超算青年人才交流和培養(yǎng)，提升超算應(yīng)用水平和研發(fā)能力。該賽事由中國倡議成立，日本、俄羅斯、韓國、新加坡、泰國、中國臺灣、中國香港等國家和地區(qū)的超算專家和機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)起和組織，并由浪潮集團(tuán)主辦。

　　本次大賽共有來自中國、俄羅斯、韓國、印度等十幾個國家及地區(qū)43所名校報名參賽，最終清華大學(xué)和臺灣清華大學(xué)分獲冠亞軍，華中科技大學(xué)奪得MIC應(yīng)用優(yōu)化獎。

　　各參賽隊在賽場上頻繁互動，他們有著不同的超算教育和計算機(jī)文化背景，他們之間交流探討碰撞出很多新穎的思路，立足于此以點帶線、以線帶面，ASC未來將著力推進(jìn)亞洲地區(qū)間超算交流和長遠(yuǎn)發(fā)展，實現(xiàn)拉動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的目標(biāo)。ASC13也將作為一個火種，全面帶動亞洲地區(qū)超級計算應(yīng)用水平的提升。

　　TOP500量變更需質(zhì)變，突破應(yīng)用是關(guān)鍵

　　超級計算機(jī)被喻為“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的大腦”，廣泛應(yīng)用于地球氣候模擬、宇宙天體研究、基因研究、超高速飛行器設(shè)計等“高、精、尖”的前沿領(lǐng)域，是推動科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步、國防安全的重要工具，是一個國家科技綜合實力的具體體現(xiàn)。

　　一個國家的超算實力與經(jīng)濟(jì)規(guī)模呈高度正相關(guān)的，如全球GDP最大的6個國家依次是美國、中國、日本、英國、法國、德國，上述國家也是全球超算規(guī)模的最大6個國家。目前亞洲GDP已經(jīng)占到全球的27%以上，預(yù)計到2050年有望達(dá)到全球的50%。

　　亞洲超算產(chǎn)業(yè)與GDP呈現(xiàn)了相仿的增長態(tài)勢，自2008年以來，在全球超算TOP500排行榜中，亞洲各國占據(jù)的份額不斷擴(kuò)大，在2012年11月新發(fā)布的榜單中，亞洲占據(jù)91套，僅次于美洲和歐洲。

　　莫則堯指出：“3年10倍，10年1000倍，超級計算機(jī)也有自己的摩爾定律，2012年11月的全球超算計算機(jī)TOP500排行榜中，性能最高“泰坦”理論峰值能力已經(jīng)達(dá)到了2.7億億次，比2012年的TOP500冠軍-天河1A快10倍多，但是如何把這些計算資源利用起來，這是一個普遍問題。”

　　發(fā)展超級計算機(jī)應(yīng)用，固然需要國家社會和企業(yè)不斷加大相關(guān)投入，但是人才儲備的匱乏是制約問題解決的瓶頸，在各個高校，計算化學(xué)、計算物理等計算機(jī)與其他領(lǐng)域的交叉學(xué)科的設(shè)置較少，學(xué)生在培養(yǎng)過程中，幾乎沒有接觸超級計算機(jī)的機(jī)會，更談不上動手操作。應(yīng)用和人才雙輪驅(qū)動、融合發(fā)展才能真正實現(xiàn)超算發(fā)展壯大。

　　超算界的F1競賽，年輕一代攀登科技制高點

　　在校大學(xué)生是各個國家未來科技實力的主體，加強(qiáng)各國超算領(lǐng)域在校大學(xué)生的切磋交流是當(dāng)前的重要工作。ASC13的成功舉辦，讓我們看到在高校、以年輕大學(xué)生為切入點推動超級計算應(yīng)用人才培養(yǎng)的積極作用和良好效果。本次大賽要求參賽隊伍在總功率3千瓦的限制下，根據(jù)自己對超級計算機(jī)、對于應(yīng)用軟件的理解分別組建各自的超級計算機(jī)系統(tǒng)，大賽現(xiàn)場組委會統(tǒng)一發(fā)放測試算例文件，各個參賽隊伍現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用測試和程序優(yōu)化以及競賽呈現(xiàn)。這個過程很像“F1競賽”。

　　說起“F1競賽”，腦中會立即浮現(xiàn)出1個詞語：“創(chuàng)新”，各車隊在新科技的開發(fā)和應(yīng)用讓人們體會到速度的魅力。走進(jìn)ASC13賽場，宛如走進(jìn)了一場沒有汽車嗡鳴聲的F1競賽，讓我們體會到年輕大學(xué)生對超算的創(chuàng)新和熱情。

　　在開局第一場HPL比賽中，清華大學(xué)以7579Gflops的成績拔得頭籌，該成績刷新了同類賽事中HPL測試的全球最高紀(jì)錄。從歷屆國際的ISC、SC賽事來看，HPL最高成績均未突破4000Gflops。

　　在對潮流技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新方面，華中科技大學(xué)基于英特爾集成眾核(MIC)架構(gòu)的英特爾至強(qiáng)融核協(xié)處理器，成功對計算金融領(lǐng)域的BSDE應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。在優(yōu)化過程中，華中科大將應(yīng)用熱點中的多次計算任務(wù)合并成一次計算任務(wù)，并提到循環(huán)外，避免重復(fù)計算，使用訪存的時間代替計算任務(wù)執(zhí)行的時間。最終，與優(yōu)化前的CPU串行程序狀態(tài)相比，性能實現(xiàn)了6萬倍以上的提升。其中300多倍來自并行化、向量化、訪存等優(yōu)化結(jié)果，200多倍來自對軟件算法的優(yōu)化。對此，莫則堯表示，這充分展示了年輕大學(xué)生的創(chuàng)新能力和對應(yīng)用的深度了解。

　　據(jù)悉，在BSDE應(yīng)用算例中，清華大學(xué)、中山大學(xué)等代表隊也取得了上萬倍的加速比。由此看來，大賽對于超算頂尖人才的選撥和培養(yǎng)，起到了直接的推動作用。

　　超算區(qū)域合作交流，從ASC13開始

　　ASC13不僅是青年才俊施展才華的舞臺，同時也是亞太地區(qū)超算業(yè)界區(qū)域合作交流的一次盛會。在經(jīng)濟(jì)和政治領(lǐng)域，亞洲有上海合作組織、東盟等多個交流合作平臺，成為政治經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域成為不可忽視的力量，在以超級計算機(jī)為代表的科技領(lǐng)域，雖然亞洲超算在整體實力上已經(jīng)成為世界第三極，但是國家之間交流機(jī)制還在起步當(dāng)中，跨國的交流活動還相對較少。相比之下，美洲和歐洲超算界已經(jīng)形成了穩(wěn)定成熟的交流機(jī)制，不僅有SC、ISC這樣的大型展會交流活動，針對不同領(lǐng)域的超算經(jīng)驗技術(shù)交流也十分普遍。

　　中國此番倡議舉辦ASC大賽，牽頭建立亞洲建立超算交流與合作機(jī)制，讓亞洲超算產(chǎn)業(yè)耦合度更高，與其他國家合作取得在人才、應(yīng)用乃至技術(shù)合作等方面的共同進(jìn)步，迎來發(fā)展的新局面，亞洲超算作為區(qū)域力量整體崛起也將改變?nèi)虺愀窬帧?/p>

　　ASC13大賽專家委員會專家、新加坡A*star計算資源中心高級主任Marek michalewiz在接受記者采訪時曾興奮地說道，“在ASC，我們建立的是一個專家的基地，一個超級計算的基地，一個希望的基地。” ASC超算大賽會是一個火種，成為亞洲超算區(qū)域間規(guī)模化、制度化交流合作的開端。