1月2日，2014 ASC世界大學(xué)生超級計(jì)算機(jī)競賽(以下簡稱ASC14)正式進(jìn)入初賽階段，來自亞洲、歐洲、北美洲、南美洲、非洲等五大洲總計(jì)七十八所報名參賽高校將迎來首輪“大考”，接受競賽組委會給出的四大賽題的挑戰(zhàn)。

據(jù)了解， ASC14初賽由ASC14競賽組委會給定統(tǒng)一命題，參賽隊(duì)伍將在總功耗3000W的限制條件下做出超算系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，完成HPL、Quantum Espresso兩項(xiàng)應(yīng)用測試與優(yōu)化，并通過遠(yuǎn)程平臺登陸由組委會提供的MIC超算集群完成3D-EW的MIC應(yīng)用移植優(yōu)化工作。所有參賽隊(duì)伍需要在2月27日上午9點(diǎn)前提交設(shè)計(jì)方案和應(yīng)用優(yōu)化代碼，ASC14評審委員會將對所有預(yù)賽提交方案進(jìn)行評審、對應(yīng)用代碼進(jìn)行驗(yàn)證、對預(yù)賽成績進(jìn)行評定并選拔出進(jìn)入決賽的隊(duì)伍。

從已公布的初賽試題來看，參賽隊(duì)伍首先需要展現(xiàn)超算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建能力。在總功耗3000W的限制下，各參賽隊(duì)伍提交的對計(jì)算性能、功耗控制、高速網(wǎng)絡(luò)、加速器、軟件環(huán)境綜合考量的超算系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的合理性與創(chuàng)新性，將成為評審委員會評估方案優(yōu)劣的重要依據(jù)。

HPL測試是超算TOP500排名的重要依據(jù)，將主要考察參賽隊(duì)對硬件平臺的浮點(diǎn)計(jì)算性能優(yōu)化能力。參賽隊(duì)伍要取得好成績，需要對超算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、多級存儲一致性、高速網(wǎng)絡(luò)、算法優(yōu)化等方面進(jìn)行全方位的綜合研究，在混合架構(gòu)、單一架構(gòu)等方案之間比較選擇，并結(jié)合性能功耗比加以反復(fù)優(yōu)化和測試。競賽組委會在命題中特意指出鼓勵各參賽隊(duì)伍從算法及代碼角度深入分析從底層算法上對HPL軟件進(jìn)行優(yōu)化。

Quantum Espresso應(yīng)用軟件是目前應(yīng)用較為廣泛的開源量子分子動力學(xué)計(jì)算軟件，包含了PWscf、FPMD、CP、PWgui、Atomic五大功能模塊，包括電子自洽計(jì)算、晶格動力學(xué)計(jì)算、后續(xù)數(shù)據(jù)處理、電子輸運(yùn)性質(zhì)計(jì)算、分子動力學(xué)等模塊，能夠完成超現(xiàn)實(shí)的材料性能模擬，主要應(yīng)用在新材料開發(fā)領(lǐng)域。目前量子分子動力學(xué)計(jì)算軟件普遍具有擴(kuò)展性較差的弱點(diǎn)，而Quantum Espresso可以根據(jù)不同的應(yīng)用體系擴(kuò)展上千核到上萬核。

3D-EW(三維縱橫波分離的彈性波方程模擬方法)是本屆ASC14的超大規(guī)模CPU+MIC異構(gòu)并行計(jì)算集群上的應(yīng)用優(yōu)化的指定賽題，是與ASC 14報名同時啟動的“中國好應(yīng)用”征集活動中最終入選的中國自主研發(fā)應(yīng)用軟件。該軟件由中國石油東方地球物理公司自主研發(fā)，在石油勘探等領(lǐng)域具備廣泛應(yīng)用前景。

3D-EW成為比賽指定試題，展現(xiàn)出ASC 14對中國自主超算應(yīng)用軟件的支持，希望通過自主應(yīng)用征集并發(fā)揮大學(xué)生的創(chuàng)造性思維來解決實(shí)際難題;同時也體現(xiàn)了超算在現(xiàn)代工業(yè)中扮演的重要角色——超算不僅是“科研的大腦”，更是“經(jīng)濟(jì)的大腦”。石油行業(yè)對超算有旺盛需求，很多應(yīng)用需要成百上千的計(jì)算節(jié)點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行幾個月才能得出運(yùn)算結(jié)果。3D-EW作為MIC應(yīng)用優(yōu)化題目，具有很強(qiáng)的并行性，為參賽隊(duì)伍保留了極大的發(fā)揮空間，隊(duì)員可以充分發(fā)揮想象力，將軟件優(yōu)化到盡可能好的性能，同時擴(kuò)展到超大規(guī)模的CPU+MIC異構(gòu)并行計(jì)算集群上，這將有助于參賽隊(duì)員對大超算平臺應(yīng)用的理解。此外，參賽隊(duì)員對3D-EW的優(yōu)化結(jié)果，也將反饋給軟件提供者——中國石油東方地球物理公司，幫助對軟件做出更大的改進(jìn)和優(yōu)化。從這一角度來看，ASC 14已經(jīng)成為對接“產(chǎn)學(xué)研”的重要橋梁，有效推動了超算在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

對于比賽試題的選擇，ASC14競賽組委會委員、浪潮集團(tuán)高性能計(jì)算總經(jīng)理劉軍介紹說，試題主要考察參賽隊(duì)伍三方面的能力：HPL測試能培養(yǎng)大學(xué)生在超算硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的能力，Quantum Espresso測試考察了大學(xué)生對當(dāng)前熱點(diǎn)應(yīng)用的掌握水平，3D-EW則重點(diǎn)考察大學(xué)生對MIC這項(xiàng)并行計(jì)算新技術(shù)的理解程度。特別是3D-EW優(yōu)化，更能體現(xiàn)出超算的實(shí)際應(yīng)用價值，讓參賽大學(xué)生學(xué)有所用，真正推動超算人才的培養(yǎng)，從而使大賽成為青年科學(xué)家實(shí)現(xiàn)夢想的舞臺。

另據(jù)了解，本次ASC14大賽的專家委員會主席將由Linpack創(chuàng)始人及TOP500發(fā)起者之一美國田納西大學(xué)教授Jack Dongarra、美國勞倫斯•利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室計(jì)算副主任Dona L. Crawford等世界頂尖超算專家聯(lián)合擔(dān)任。

全球七十八所高校報名、國際頂級超算專家的加盟，使得ASC14成為全球規(guī)模最大一屆超算競賽。而中國憑借著東道主的身份，也將進(jìn)一步增強(qiáng)在全球超算界的影響力和發(fā)言權(quán)，繼續(xù)向超算強(qiáng)國邁進(jìn)。