中山大學獲得第二名
克雷西 發(fā)自 上海
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北京大學再次衛(wèi)冕！
第十一屆ASC世界大學生超算競賽總決賽，在上海大學落下帷幕。
北京大學再次斬獲決賽冠軍，亞軍則被中山大學拿下。
經(jīng)過前期初賽的角逐，來自多個國家和地區(qū)的300多支隊伍，有25支進入到了決賽現(xiàn)場，經(jīng)過5天的激烈比拼，冠亞軍和包括大模型在內(nèi)的各單項獎紛紛揭曉。
此外比賽中還設置了“超級團隊賽”，來自西南石油大學、齊魯工業(yè)大學、南方科技大學、上海大學、香港理工大學的聯(lián)合團隊獲得了這一獎項，其中西南石油大學是首次殺入ASC決賽。
中國科學院錢德沛院士表示，通過參加ASC競賽這樣高水平的前沿科技競賽，（學生們）跨入超算大門，以賽代學，以賽促練，激發(fā)興趣，快速成長，來年必定會成為我國乃至全球超算事業(yè)的中堅力量，創(chuàng)造無限的可能。
那么，此次的ASC競賽都設置了哪些題目呢？
超算競賽，不只是超算
ASC世界大學生超級計算機競賽，由中國在2012年發(fā)起，與美國SC、德國ISC并稱全球三大超算競賽，今年是第11屆。
參加決賽的25支隊伍需要用前兩天的時間，設計安裝小型超算集群，完成后便不能再對硬件進行改動。
后面的兩天，他們需要解決包括大模型在內(nèi)的7道題目，涉及人工智能、行星科學、滲流力學、材料科學等不同學科，對算力的需求也不盡相同。
但比賽設置了3000瓦的總功率限制，一旦爆表則成績?nèi)∠@對選手們對各個題目的預判有著嚴苛的要求，他們需要對CPU和GPU進行合理分配，才能在有限的功率下盡可能取得更高的綜合性能。
競賽中的一道題目是進行“跑分”——通過超級計算機浮點性能基準測試程序（HPL）來評估超算系統(tǒng)的計算性能。
ASC競賽規(guī)則要求各參賽隊伍自行設計超算系統(tǒng)，在總功耗3000W約束下正確完成包括HPL計算性能基準測試在內(nèi)的各項計算任務。
比賽中，來自浙江大學的隊伍獲得了該測試的單項第一名。
不過，要說超算競賽，就不能只說超算——
ASC超算競賽題目涉及交叉學科，關注科學界的多種熱門話題，參賽選手也擁有不同的專業(yè)背景。
炙手可熱的大模型當然也不例外——從去年大模型熱潮涌現(xiàn)開始，ASC就已將相關內(nèi)容收錄成了賽題。
大模型依然炙手可熱
初賽階段，參賽隊伍要使用FP16或BF16精度，為知名開源大模型Llama2-70B構(gòu)建并優(yōu)化推理引擎，在組委會提供的1萬樣本數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)盡可能高的推理吞吐量。
決賽階段，要求參賽隊伍基于智源研究院的開源大模型AquilaChat2-34B，構(gòu)建并優(yōu)化推理引擎。
在組委會提供的樣本數(shù)據(jù)集上，選手需要使用4bit及以下量化來進行推理，在保證精度的前提下提升推理速度。
要想在這道賽題中取得佳績，各參賽隊伍需要充分了解并掌握大模型常見的并行方法，并學習使用各種技術來優(yōu)化推理過程。
除了大模型之外，大賽的題目還涉及石油開采、火星大氣模擬等熱門科技話題。
石油開采滲流數(shù)值模擬
這是一道實際工程計算難題，也是本屆e Prize計算挑戰(zhàn)獎的指定賽題。
這道題目中，他們要對一款滲流數(shù)值模擬軟件進行并行計算優(yōu)化，研究多相流體在多孔介質(zhì)中的復雜流動規(guī)律與特征。
多相流體滲流問題主要研究的是在多孔介質(zhì)中，多種不同流體（如油、水、氣等）的流動和相互作用過程。
多相流體滲流問題是滲流數(shù)值模擬研究滲流理論中最困難的，已經(jīng)成為推動滲流力學理論進一步發(fā)展的關鍵學科之一，對算力的需求非常大。
例如在油氣開發(fā)中，油田網(wǎng)絡在水平方向上的分辨率基本上是十米至百米的量級，網(wǎng)格劃分非常粗，要想精細化描述油藏特征，就會大幅增加計算量。
ASC24超算競賽設置了滲流數(shù)值模擬賽題。要求各參賽隊伍根據(jù)組委會提供的數(shù)據(jù)集，模擬石油開采場景中油、氣、水等多相流體的滲流情況，并優(yōu)化大規(guī)模并行計算過程，提升離散算法的計算性能和并行效率。
火星大氣模擬
不僅“可下五洋捉鱉”，還要“可上九天攬月”，在比賽中，選手們還需要解決的，是一道太空探索計算難題。
他們需要以中科院大氣物理所研制的新一代火星大氣模模式（Global Open Planetary atmospheric model for Mars，簡稱GoMars）中的動力框架為基礎，通過優(yōu)化并行通信和提高計算負載均衡，盡可能提升程序運行效率，以實現(xiàn)對火星大氣狀態(tài)更加精細、高效的求解預測。
火星大氣的直接觀測數(shù)據(jù)很少，火星大氣模式是研究火星大氣環(huán)境的重要方法。
GoMars根據(jù)多個火星探測器的觀測結(jié)果以及國際火星大氣全球數(shù)據(jù)集構(gòu)建，可以模擬火星大氣環(huán)境中沙塵、水和二氧化碳三個關鍵氣象元素的循環(huán)，對火星地表氣壓、地表溫度、緯向風、極地冰和沙塵等進行較好的模擬。
其中用于流體計算的動力框架GMCORE基于經(jīng)緯網(wǎng)格構(gòu)建，面向高分辨率模擬設計，需要滿足高效性和準確性的雙重考驗，其中極具挑戰(zhàn)性的問題是如何優(yōu)化并行通信和提高計算負載均衡。
GoMars賽題對參賽大學生而言是一項艱巨的挑戰(zhàn)。選手們需要在給定的動力框架標準測試算例約束下，在保證計算精度的同時盡量縮短程序運行時間，在模擬精度、效率等多個維度中進行合理的平衡，從而獲得理想的結(jié)果。
前面的幾道題目，參賽隊伍在賽前就已知曉以上賽題的大致方向，以便能夠安排隊伍的人員構(gòu)成，但也有一道神秘賽題，直到?jīng)Q賽過程中才被揭曉。
探索新型材料
“神秘應用”的賽題為新型材料非平庸電子結(jié)構(gòu)計算。所使用的WannierTools是一款基于緊束縛模型研究材料拓撲物性的開源軟件。
參賽學生在3000W功耗限制下正確運行全部算例，并盡可能地縮短應用的運行時間。
這道賽題考察參賽者對石墨烯的朗道能級計算及拓撲材料表面態(tài)計算方法的理解，以及代碼編譯運行與程序優(yōu)化的能力。
總之，這些題目不僅能考驗同學們在計算領域的知識積淀，更體現(xiàn)了科學研究與計算技術加速融合的時代，跨學科學習能力的重要性。
而與此同時，這場競賽不僅是技術的較量，更是友誼與知識的交流。
超算競賽，亦不只是競賽
除了前面常規(guī)的賽題，ASC競賽還設置了頗具特色的“超級團隊賽”，考驗了不同團隊間選手們的溝通協(xié)作。
本次超級團隊賽的應用賽題是ParaSeis地震波模擬。ParaSeis地震模型能夠清晰地模擬地震波在地球內(nèi)部的傳播過程，進而應用于地震預測和地震危險性分析等領域。
在超級團隊賽中，通過抽簽，25支隊伍組成了5個超級團隊，他們將使用ParaSeis模擬真實地形下地震波的傳播，通過相互交流、合作優(yōu)化ParaSeis的算法和擴展性，并執(zhí)行應用程序的編譯、調(diào)試、優(yōu)化工作。
最終，“超級團隊”中各隊伍成績平均分，將作為該組團隊的最終成績。
超級團隊賽對參賽選手來說，是一場技術與協(xié)作的雙重考驗。
他們面臨的是計算量和并行策略設計的雙重難題，不僅需要參賽者具備堅實的數(shù)學和物理基礎，還需具備強大的計算機編程能力和算法優(yōu)化能力；
團隊協(xié)作層面，超級團隊內(nèi)的5支隊伍完全依靠隨機抽簽進行組合，隊員可能有著不同的語言、文化背景，需要高效的協(xié)作溝通能力才能在挑戰(zhàn)者脫穎而出。
而除了超級團隊賽，這種合作交流也貫穿了始終。
獲得冠軍的北京大學代表隊代表徐天樂同學就為我們介紹了這樣的一段經(jīng)歷：
澳門科技大學今年是第一次參賽，他們找不到足夠有經(jīng)驗的同學，每隊一般是有五位隊員，但他們只有三位，參賽經(jīng)驗也不充足。
他們在跑benchmark基本測試的時候都會遇到問題，我們正好跟他們有過交流，比較熟悉，他也會和我們提問，我們會花一些時間幫他們。
我覺得比賽最重要的是友誼和大家的收獲，而不是說你必須要超過他多少，而且我覺得也沒有花太多時間，（比賽中）大家都會（像這樣）交流。
通過這5天的比拼交流，同學們既考驗了自己的綜合能力，也收獲了知識、收獲了友誼、收獲了成長。
組委會特邀嘉賓，Intersect 360首席研究官Dan Olds表示說，未來的年輕人，可能創(chuàng)造出的新成績，也許會是我們現(xiàn)在根本無法想象的。
最后，完整獲獎名單附上~
冠軍：北京大學
亞軍：中山大學
超級團隊獎：
上海大學 南方科技大學 齊魯工業(yè)大學
西南石油大學 香港理工大學（中國香港）
e Prize計算挑戰(zhàn)獎：臺灣新竹清華大學（中國臺灣）
最高計算性能獎：浙江大學
應用創(chuàng)新獎：山西大學 上海交通大學 北京航空航天大學
最佳人氣獎：山西大學 國立科爾多瓦大學（阿根廷）
一等獎：
上海交通大學 浙江大學 國防科技大學 山西大學
暨南大學 北京航空航天大學 臺灣新竹清華大學（中國臺灣）
蘭州大學 哈爾濱工業(yè)大學（深圳） 青海大學 華中科技大學
中國科學技術大學 香港理工大學（中國香港） 福州大學
南方科技大學 齊魯工業(yè)大學 埃爾朗根-紐倫堡大學（德國）
西南石油大學 泰國農(nóng)業(yè)大學（泰國） 國立科爾多瓦大學（阿根廷）
澳門科技大學（中國澳門） 上海大學 香港中文大學（中國香港）
本文鏈接：北大學生優(yōu)化清華系大模型，拿ASC全球超算大賽冠軍http://www.sq15.cn/show-2-4926-0.html
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