提起超算，你會(huì)想到什么？

　　是峰值計(jì)算速度達(dá)每秒12.54億億次的“神威·太湖之光”，還是世界大國(guó)之間的超算比拼大戰(zhàn)？

　　它是毋庸置疑的國(guó)之重器。作為“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和科學(xué)研究加速器”，超級(jí)計(jì)算機(jī)扮演著“理論和實(shí)驗(yàn)之外的第三種科學(xué)研究手段”，是一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新能力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，已成為世界大國(guó)爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

　　今天，活躍在超算賽場(chǎng)上的不只是各國(guó)頂尖的科學(xué)家們。在清華大學(xué)，有這樣一支學(xué)生興趣團(tuán)隊(duì)：他們9次在世界三大大學(xué)生超算賽事中奪冠，并由此為牽引，在科研方向上進(jìn)行調(diào)整，成為新一代超算研究的儲(chǔ)備人才。

　　他們是誰(shuí)？他們緣何與超算結(jié)緣？

　　世界賽場(chǎng)上的年輕身影

　　5月9日，南昌大學(xué)。

　　2018ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽總決賽頒獎(jiǎng)儀式現(xiàn)場(chǎng)，計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇聲還在呼呼作響。清華大學(xué)代表李北辰高舉冠軍獎(jiǎng)杯，和他并肩奮斗的隊(duì)員一起站在寫(xiě)著大大的“冠軍”字眼的黑色背景板前，全場(chǎng)掌聲雷動(dòng)。這是清華大學(xué)學(xué)生超算團(tuán)隊(duì)第5次獲得這類(lèi)賽事的冠軍，團(tuán)隊(duì)連續(xù)幾個(gè)月的努力終究沒(méi)有白費(fèi)。“第一天比賽結(jié)果出來(lái)后，我知道我們這次比賽（獲勝）基本就穩(wěn)了?！?/p>

頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)照片

　　ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽由中國(guó)在2012年倡議發(fā)起，與全球超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（SC超算競(jìng)賽）、國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（ISC超算競(jìng)賽）并列為世界最具權(quán)威的大學(xué)生超算競(jìng)賽。ASC超算競(jìng)賽迄今已連續(xù)舉行7屆，今年共吸引了全球超過(guò)5500名大學(xué)生參賽，是全球規(guī)模最大、參與人數(shù)最多的大學(xué)生超算賽事。

　　“第一天的比賽結(jié)果出來(lái)前，我們心里都沒(méi)底?！边@次的超算競(jìng)賽，李北辰他們要在2天20小時(shí)的規(guī)定時(shí)間里，完成組委會(huì)布置的4道題目。這群平均年齡不到22歲的大學(xué)生，面對(duì)的是當(dāng)下最前沿的研究：機(jī)器閱讀理解、獲2017年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的冷凍電鏡技術(shù)、超算基準(zhǔn)測(cè)試HPL&HPCG……

　　“因?yàn)槠渲幸粋€(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)過(guò)大，我們研究的時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)，所以導(dǎo)致后面的項(xiàng)目沒(méi)有能按時(shí)跑完?！被叵氲谝惶斓谋荣悾畋背斤@得有些遺憾，“第一天我沒(méi)有心思吃午飯，導(dǎo)致下午整個(gè)人都不在狀態(tài)?！辈贿^(guò)正是因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)成員遇到問(wèn)題后第一時(shí)間溝通討論，確定可行方案后再動(dòng)手操作，才讓機(jī)器后期的運(yùn)算效率得到保障?！拔覀兊诙烊サ浆F(xiàn)場(chǎng)，驚喜地發(fā)現(xiàn)我們第一天的比賽成績(jī)還比第二名高了不少。”

　　以興趣為牽引的“超強(qiáng)戰(zhàn)隊(duì)”

　　清華大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)和ASC超算競(jìng)賽同歲，這支隊(duì)伍的團(tuán)魂是“興趣”。

　　“我加入團(tuán)隊(duì)很偶然，是輔導(dǎo)員推薦了這個(gè)比賽給我，我在參加比賽的過(guò)程中見(jiàn)識(shí)了很多不一樣的東西，也對(duì)高性能計(jì)算方面的研究產(chǎn)生了興趣。”隊(duì)員馮冠宇和清華超算團(tuán)隊(duì)其他人一樣，因?yàn)橄嗤呐d趣而緊緊地牽連在了一起。

　　興趣是最好的老師。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師翟季冬驕傲地介紹隊(duì)員：“我們團(tuán)隊(duì)的組建完全是出于興趣，并不是官方指定的。每個(gè)成員都根據(jù)自己的特長(zhǎng)負(fù)責(zé)比賽的一部分?！盇SC18項(xiàng)目委員會(huì)公布競(jìng)賽題目后，每個(gè)超算團(tuán)隊(duì)都有兩個(gè)月左右的準(zhǔn)備時(shí)間?！拔覀兠恐芏紩?huì)有例會(huì)，每個(gè)人通報(bào)自己的訓(xùn)練進(jìn)展的情況，臨近比賽會(huì)做更為集中的準(zhǔn)備訓(xùn)練。”

超算隊(duì)員在賽場(chǎng)上討論

　　李北辰是清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系大四的學(xué)生，是今年清華超算團(tuán)隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)?！翱飚厴I(yè)了，我忙著做畢業(yè)設(shè)計(jì)，但我喜歡超算比賽，自然就能擠出時(shí)間?！?/p>

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類(lèi)計(jì)算機(jī)。這個(gè)技術(shù)在如今應(yīng)用已十分廣泛，大到核爆炸的模擬研究小到洗衣液的瓶子設(shè)計(jì)都有超級(jí)計(jì)算機(jī)的影子。在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，有著一份世界500強(qiáng)榜單，這份榜單每隔半年更新一次。2013年至今，中國(guó)自主研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)就一直穩(wěn)坐榜首。最近兩年，這個(gè)位置屬于“神威·太湖之光”，它的峰值運(yùn)算速度達(dá)到每秒12.5億億次，“1”后面17個(gè)“0”，大致相當(dāng)于200萬(wàn)臺(tái)普通電腦同時(shí)運(yùn)行。

　　每年圍繞超級(jí)計(jì)算機(jī)舉辦的三大賽事吸引世界各地的學(xué)生參加，清華學(xué)生超算團(tuán)隊(duì)在ASC超算競(jìng)賽7屆比賽中5次獲得總冠軍，并累計(jì)9次在三大國(guó)際賽事中奪冠。翟季冬坦言自己和指導(dǎo)的學(xué)生逐漸感受到了壓力：“我們?cè)臼且粋€(gè)興趣團(tuán)隊(duì)，但這幾年隨著國(guó)家、學(xué)校越來(lái)越重視，我們?nèi)〉玫某煽?jī)代表的是我們國(guó)家對(duì)超算青年人才交流的重視程度和培養(yǎng)的成果。

　　點(diǎn)燃學(xué)生的創(chuàng)新激情

　　在獎(jiǎng)杯之外，參加超算大賽也讓隊(duì)員們接觸到很多和課堂學(xué)習(xí)不一樣的東西。伴隨著一道道難題被攻克，他們的創(chuàng)新激情也被逐漸點(diǎn)燃。

　　回顧參加超算比賽的體驗(yàn)，負(fù)責(zé)硬件的劉家昌說(shuō)：“參加超算的過(guò)程中學(xué)到了很多平時(shí)課上學(xué)不到的東西，與平時(shí)課堂學(xué)的理論相比，是更為細(xì)節(jié)的東西?！?/p>

　　“每年超算競(jìng)賽的神秘應(yīng)用是讓我們最期待的，也是最難把控的環(huán)節(jié)。”李北辰介紹，今年的“神秘應(yīng)用”是分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件SIESTA、NASA使用的計(jì)算流體力學(xué)軟件CFL3D，以及使用CNTK深度學(xué)習(xí)框架挑戰(zhàn)MSMARCO問(wèn)答數(shù)據(jù)集?！拔覀兤綍r(shí)上課是不會(huì)接觸到分子動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)的，這就要求我們像工程師一樣，對(duì)給出的軟件和軟件相關(guān)的文檔進(jìn)行分析，了解軟件的運(yùn)行模式并且加以運(yùn)用，這大大加強(qiáng)了我們的即時(shí)學(xué)習(xí)和處理問(wèn)題的能力?！?/p>

　　“我們一直鼓勵(lì)學(xué)生多參加類(lèi)似于超算這方面的競(jìng)賽，這會(huì)提升他們學(xué)習(xí)知識(shí)和實(shí)踐操作相結(jié)合的能力?！钡约径苄牢康乜吹阶约褐笇?dǎo)的學(xué)生活躍在國(guó)際賽事上，“這對(duì)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，隨機(jī)應(yīng)變能力的提升有很大的幫助。當(dāng)然，他們的心理素質(zhì)變得更好，視野也變得更開(kāi)闊了?！?/p>

　　“我本來(lái)是想研究圖形學(xué)，但參加這幾次超算競(jìng)賽之后，我決定以后還是做高性能計(jì)算方面的研究。”隊(duì)員于紀(jì)平的選擇也是清華超算團(tuán)隊(duì)很多成員的選擇。在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，超級(jí)計(jì)算機(jī)不是熱門(mén)方向。于紀(jì)平的同學(xué)中，每年只有10%左右的同學(xué)對(duì)這個(gè)方向有興趣，多數(shù)人還是投身人工智能的研究?！俺惚旧碓诩夹g(shù)等各方面的攻關(guān)是十分困難的，大家都知道超算很厲害，但真正能投入去做的人不多。”李北辰對(duì)繼續(xù)從事超算研究的隊(duì)員十分佩服，“相對(duì)于人工智能，高性能方面的研究的確是更枯燥也更難出成績(jī)，這是一條難走的路。”

　　今年6月，ISC超算競(jìng)賽將在德國(guó)拉開(kāi)帷幕，清華大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)也將遇到一直和他們“掰手腕”的勁敵——南非超算中心，新的征途已然開(kāi)始。（光明融媒通訊員盧曦雨 記者 鄧暉）