对话SCC21冠军团队！清华的“四连冠”，也是他们的“第一冠”

作者 | 王 晔

编辑 | 青暮

11月15日至11月17日，SC21国际大学生超级计算机竞赛在圣路易斯举办。

清华大学计算机系新一届超算团队再次摘得总冠军。 这也是清华继SC18、SC19、SC20后拿下的四连冠 ！

总分排行榜中， 清华排名第一，上科大次之，南科大第三。 同时， 南科大获LINPACK基准测试最高性能奖。

据了解，今年共有十只队伍参加比赛，他们分别来自：

• 克莱姆森大学（Clemson University）

• 佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）

• 波士顿大学、波士顿学院、麻省大学罗维尔校区联队（Boston Univ., Boston College, Univ. of Mass. Lowell）

• 北京大学（Peking University ）

• 上海科技大学（ShanghaiTech University ）

• 南方科技大学（Southern University of Science and Technology ）

• 加利福尼亚大学圣迭戈分校（University of California, San Diego)

• 维克森林大学(Wake Forest University)

• 暨南大学(Jinan University）

• 清华大学(Tsinghua University）

（组委会顺序）

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赛事介绍

全球超级计算大会（Supercomputing Conference，简称SC）是国际超算领域的顶级会议，国际影响力巨大。国际大学生超级计算机竞赛（SCC）成立于 2007 年，是超级计算机领域的顶级赛事，今年是举办该竞赛的第15个年头。

受新冠疫情影响，此次比赛与去年一样线上进行，可远程参与。

作为Students@SC计划的一部分，SCC旨在将学生引入高性能计算社区，推动世界各地区超算青年人才交流和培养，提升超算应用水平和研发能力。比赛吸引了来自世界各国家和地区的众多高校参与，与ASC超算竞赛和ISC超算竞赛并列为世界最具权威性的三大国际大学生超算竞赛，给了学生一个在竞争中展示自己专业知识技能的平台。

几个月前，清华大学学生超算团队刚夺得了国际大学生超算竞赛（ISC2021）总冠军和LINPACK 基准测试最高性能奖，获得双料冠军。

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清华团队介绍

代表清华参加此次SCC队伍由6名清华大学计算机系的本科生组成。由于赛事规定参赛队员必须是本科生，因此团队组成相较去年有了较大的变动，其中有四名队员是新成员。对新成员而言，这是他们第一次参加该项赛事，但也是一战即胜。

团队人员如下：

• 翟明书（队长）大四 获得过 SC20 ISC21 冠军

• 宋泽宇 大四 获得过 SC20 ISC21 冠军

• 融凯源 大四 新队员

• 任彦羽 大三 新队员

• 曹隽诚 大三 新队员

• 朱昱熹 大三 新队员

指导教师为清华大学高性能所的 翟季冬 和 韩文弢 老师。

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变动的是团队成员，不变的是团队精神

在得知清华大学学生超算团队在该项赛事中获得四连冠后，AI科技评论联系到了他们，并同他们针对比赛情况进行了交流，对话内容整理如下。

• “今年的比赛「氛围感」更足了”

在谈到今年SCC整体上和去年以及往年有什么不同时，清华超算团队表示今年赛事和去年都是以线上的形式进行的，线下比赛需要参赛者自行搭建物理比赛集群，线上比赛则需要选手合理选择云服务资源。

“今年和去年对比，今年的比赛「氛围感」更足了。主办方提供了在线交流平台，在比赛中，各个队伍间、参会人员和队伍间都可以方便地进行交流互动，让我们感觉仿佛在线下参加比赛，体验很好。”

• 比赛设置继承往年特点，但也有推陈出新

和往年一致，今年的赛题设置同样考察了选手对经典HPC应用的编译、运行、分析、优化能力。

大赛赛题包括基准测试程序 LINPACK HPCG IO500，多尺度心脏模拟 Cardioid，量子材料模拟Quantum ESPRESSO，SC20论文复现题 以及现场公布的神秘应用 “高能中微子物理中的图像分类应用Cosmic Tagger” 。

三大基准测试程序中， Linpack 基准测试 是计算机浮点执行率的度量。它是通过运行一个计算机程序来确定的，该程序求解了一个密集的线性方程组。它被TOP 500用作对峰值性能进行排名的工具。

而 高性能共轭梯度 （HPCG） 基准测试 项目旨在创建一个用于对 HPC 系统进行排名的新指标。HPCG旨在作为高性能LINPACK（HPL）基准测试的补充，该基准测试目前用于对TOP500计算系统进行排名。

除此之外， IO500 基准测试 是高性能 IO 的基准测试套件。它利用现有和受信任的开源基准测试（如 IOR 和 MDTest），并捆绑执行规则和多个工作负载，目的是评估和分析各种 IO 模式的存储设备。

清华超算团队认为LINPACK HPCG IO500是每年不变的必考项目，已经比较熟悉了。

多尺度心脏模拟器 Cardioid 是一款用于模拟临床心脏现象的心脏模拟套件。它能够模拟电生理和机械器官级模拟，并具有用于计算心脏网格，重建躯干ECG和生成逼真的心脏纤维方向的处理工具。，曾在 SC12 入选 Gordon-Bell 奖的 Finalist。

Quantum ESPRESSO 也是一个经典的科学计算软件，在材料等学科有着广泛使用，属于超算上的经典应用，也曾在几年前的 ASC 比赛中出现过。

在复现题中，选手需要承担审查 SC20 论文的角色。SC21复现题委员会选择了论文 “A Parallel Framework for Constraint-Based Bayesian Network Learning via Markov Blanket Discovery” 作为今年SCC复现题基准。

“我们需要复现实验结果，并分析与原论文数据间的异同。”

团队成员表示： 两道应用Cardioid和Q-E都是在超算中心上投入使用很多年的程序，组委会通过赛题，不仅考察了队员的各方面能力，也让我们有机会了解认识到真正的超算中心上都在解决哪些问题。

“去年比赛是第一次线上竞赛，我们需要在预算限制下，在 Azure 云服务器上自选机型，搭建高性能集群进行比赛。”

不同的是， 此次大赛首次提供微软 Azure 云和Oracle云两个云平台供学生进行比赛。学生团队必须优先考虑和利用 Microsoft Azure 云的预算，并且需要了解如何优化和利用Oracle云提供的特定硬件。 这对选手来说是一个新的体验。

“云服务器的特点在于机型种类多，有不同的软硬件配置。在选择机型时，我们不仅需要在权衡性价比后选择最合适的硬件配置，还要为它们安装正确的软件（如操作系统等），才能发挥出它最高的性能。这要求同学们必须对软硬件有深入的了解。”

• 冷静分析，沉着应对，终得冠军

“在比赛中，我们也遇到了一些资源竞争的问题。开赛后我们才发现，某种高性能机型主办方只提供了8台，甚至不能保证10个队伍各有一台。高性能机型的不足，是我们本次比赛中遇到的最大困难。最终我们调整策略，顺利完成了比赛。”

团队成员翟明书、宋泽宇曾参加过ISC21，SC20，ASC21并且取得了很好的成绩。今年队伍中虽有4名同学都是第一次参加，但是他们仍然保持了高水平的发挥。这离不开每个队员赛前的刻苦训练，以及赛中充分的交流协作。

“要想把比赛打好，我们需要发挥出每个队员的长处，合理安排比赛策略，在比赛中做到高效交流、冷静判断比赛形势。今年我们做到了这些，也取得了一个好成绩。”

虽然清华超算团队已经在SC比赛上取得了四连冠的傲人成绩，在外人看来可能会觉得清华夺冠不是一件特别困难的事情，但事实并非如此。

“超算比赛只允许本科生同学参赛，所以我们每年队伍人员变动都不小。SC比赛是每年秋季开学后的第一场超算比赛，对很多超算队队员而言，SC比赛都是他们经历的第一场超算比赛。第一次参赛总是最具有挑战的，想要在比赛中有好的发挥，离不开赛前充分刻苦的训练。”

清华的“四连冠”，但对新队员来说是“第一冠” ，这绝对不是轻而易举就可以做到的。

“我们希望这是一个好的开始，在接下来的ISC等超算竞赛中，争取获得好成绩。”

参考链接：

1.https://sc21.supercomputing.org

2.https://studentclustercompetition.us/index.html

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