應(yīng)用與人才并重，PAC2017六大亮點(diǎn)

作為PAC的總設(shè)計(jì)師，中科院計(jì)算機(jī)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)研究室研究員、全國(guó)并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽評(píng)委會(huì)主席張?jiān)迫榻B了今年大賽的六大亮點(diǎn)：

第一，規(guī)模迅速擴(kuò)大。2013年時(shí)首屆PAC參賽隊(duì)伍只有43支，今年則達(dá)到了300支隊(duì)伍，5年來(lái)PAC進(jìn)步很快。

第二，應(yīng)用水平顯著提升。PAC“尋找最佳應(yīng)用”的口號(hào)得到了完美的體現(xiàn)，涌現(xiàn)出很多水平非常高的應(yīng)用。

第三，AI成為一大熱點(diǎn)。這反映出高性能計(jì)算領(lǐng)域能夠迎難而上，把幾類(lèi)不同架構(gòu)融合在一個(gè)平臺(tái)中的決心。

第四，文化氛圍初步形成。5年的堅(jiān)持，PAC已經(jīng)形成了自己的文化氛圍，參賽學(xué)生熱情高漲，有的隊(duì)員多次參加比賽，有的隊(duì)員不厭其煩地在超級(jí)計(jì)算機(jī)上調(diào)試，從入決賽圍時(shí)的七八名，到最后能夠優(yōu)化后沖入前三名；很多隊(duì)伍則名字已經(jīng)固定下來(lái)，換人不換旗幟，起到了很好的傳幫帶作用。

第五，大賽體系逐步成熟。PAC目前在規(guī)則、運(yùn)營(yíng)、評(píng)判等大賽體系方面已經(jīng)形成了自己獨(dú)特的風(fēng)格。

第六，生態(tài)圈進(jìn)一步擴(kuò)大。PAC堅(jiān)持把HPC面向更多高校進(jìn)行普及，使得每年都不斷有新的學(xué)校參加大賽。

“與業(yè)內(nèi)很多以硬件為導(dǎo)向的大賽不同，PAC的初衷就是在‘尋找最佳應(yīng)用，挖掘優(yōu)化人才’這兩個(gè)維度上發(fā)力，積極培養(yǎng)人才，補(bǔ)足短板。5年來(lái)得到了很好的堅(jiān)持?！睆?jiān)迫偨Y(jié)說(shuō)。

持續(xù)支持PAC，催生兩大成果

代表大賽的冠名方，英特爾中國(guó)區(qū)企業(yè)事務(wù)部總經(jīng)理朱文利女士談到PAC發(fā)展5年來(lái)所取得的兩大成果：

一是通過(guò)PAC競(jìng)賽平臺(tái)，給中國(guó)的大學(xué)生們提供了很好的參與到實(shí)際產(chǎn)業(yè)中的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，與國(guó)家提倡的推進(jìn)“新工科”建設(shè)、培育新一代人才的理念是高度一致的。這使很多參加過(guò)PAC的學(xué)生感到收獲很多，多次參加大賽熱情不減。

二是給高校老師提供了把握技術(shù)趨勢(shì)，改善教學(xué)方向的機(jī)會(huì)。當(dāng)然除了PAC大賽以外，英特爾與很多大學(xué)聯(lián)合提出人才新理念、聯(lián)合進(jìn)行科研、聯(lián)合設(shè)計(jì)新課程等，對(duì)大量全國(guó)大學(xué)課程改革工作給予了大力支持，例如其參與推動(dòng)的《并行編程原理實(shí)踐》等已成為全國(guó)高校示范課程。

“英特爾在資金、運(yùn)營(yíng)、推廣等多方面積極參與PAC，就是在踐行把支持教育與人才培養(yǎng)作為履行社會(huì)責(zé)任最重要的行為之一的理念。” 朱文利說(shuō)。

HPC，應(yīng)成為中國(guó)“新五大發(fā)明”

高鐵、支付寶、共享單車(chē)和網(wǎng)購(gòu)，被稱(chēng)為中國(guó)的“新四大發(fā)明”。英特爾人工智能產(chǎn)品部高級(jí)總監(jiān)何京翔博士笑稱(chēng)，應(yīng)該加上HPC合稱(chēng)為中國(guó)的“新五大發(fā)明”。

其實(shí)，“新四大發(fā)明”中除了高鐵以外，都沒(méi)有進(jìn)入西方發(fā)達(dá)國(guó)家的法眼，美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬就曾經(jīng)發(fā)出警告：絕不能讓美國(guó)的高性能計(jì)算落到第二名的位置。

另外，中國(guó)在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確提出：到2030年，要讓人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)1萬(wàn)億元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)10萬(wàn)億元的宏偉目標(biāo)。這是中國(guó)第一次針對(duì)一項(xiàng)具體的技術(shù)提出國(guó)家層面的戰(zhàn)略規(guī)劃，體現(xiàn)出對(duì)技術(shù)趨勢(shì)的把握和取得領(lǐng)先地位的決心。

“HPC+AI融合是大趨勢(shì)，英特爾公司的數(shù)據(jù)中心、人工智能等部門(mén)都會(huì)積極參與其中，為中國(guó)高性能計(jì)算的騰飛做出自己的貢獻(xiàn)?！?何京翔博士說(shuō)。

AI成PAC新賽道，重要性怎么說(shuō)也不為過(guò)

作為PAC2017人工智能新賽道的主席，中科大科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)、全國(guó)并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽人工智能賽道評(píng)委會(huì)陳恩紅教授指出，人工智能的重要性怎么說(shuō)也不為過(guò)。

人工智能是由大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的。今年的賽題來(lái)自中國(guó)銀聯(lián)實(shí)際的行業(yè)應(yīng)用需求，該題目在算法方面有挑戰(zhàn)，又要與PAC大賽相結(jié)合，具有一定的難度，但是吸引了60多支參賽團(tuán)隊(duì)，占總參賽隊(duì)伍數(shù)量的1/5，選手們從模型、數(shù)據(jù)等不同角度在高性能計(jì)算平臺(tái)和人工智能平臺(tái)中進(jìn)行反復(fù)調(diào)優(yōu)測(cè)試，最終有6支隊(duì)伍獲獎(jiǎng)，成績(jī)喜人。

“同時(shí)，從大賽中也發(fā)現(xiàn)人工智能、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的人才是非常緊缺的，而很多學(xué)物理、數(shù)學(xué)等非計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生積極報(bào)名參與，也推動(dòng)了選手們跨學(xué)科的學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力?！?陳教授說(shuō)。

帶隊(duì)心得：實(shí)踐積累與工匠精神

西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院博導(dǎo)張玉教授是全國(guó)并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽應(yīng)用組一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師，他在介紹帶隊(duì)心得時(shí)談到，

首先，在參賽題目設(shè)計(jì)方面，不是憑空而來(lái)的，而是基于自己18年來(lái)研究電磁場(chǎng)電磁波的實(shí)踐與專(zhuān)長(zhǎng)。還要圍繞“準(zhǔn)、大、快”等實(shí)際需求設(shè)計(jì)參賽思路。

據(jù)介紹，張玉教授cem團(tuán)隊(duì)十多年來(lái)一直致力于超大規(guī)模并行電磁理論與應(yīng)用的研究，結(jié)合我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，突破了超大規(guī)模并行矩量法矩陣方程構(gòu)建、大型矩陣方程高效并行求解等一系列關(guān)鍵理論與技術(shù)，并行規(guī)模成功突破20萬(wàn)CPU核，實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上規(guī)模領(lǐng)先的并行電磁仿真計(jì)算，研制出了國(guó)際一流的高精度電磁仿真設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。

該軟件可廣泛應(yīng)用于電磁相關(guān)領(lǐng)域，并已經(jīng)完成國(guó)內(nèi)數(shù)十家重要研究機(jī)構(gòu)電磁仿真設(shè)計(jì)任務(wù)，在重大工程應(yīng)用中起到了關(guān)鍵支撐的作用，同時(shí)也成功地應(yīng)用于民航客機(jī)與高鐵電磁環(huán)境效應(yīng)仿真、基站天線(xiàn)電磁輻射災(zāi)害評(píng)估、5G移動(dòng)通信天線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等民用重點(diǎn)領(lǐng)域。相關(guān)研究成果曾入選國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展。

其次，在對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的作用方面，以賽促教，以賽促用的作用十分明顯，通過(guò)這次大賽也培養(yǎng)了參賽學(xué)生一絲不茍的科研態(tài)度與工匠精神。

應(yīng)用與生態(tài)，邁向超算強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵

作為PAC的承辦方，北京并行科技股份有限公司已經(jīng)與組委會(huì)、英特爾形成了大賽的鐵三角。

北京并行科技股份有限公司技術(shù)總監(jiān)喬楠指出，中國(guó)超算排名在全球取得領(lǐng)先位置，只能說(shuō)是中國(guó)邁向超算強(qiáng)國(guó)的第一步。在建立起超算中心之后，還要在應(yīng)用、生態(tài)等方面不斷發(fā)力，持續(xù)取得進(jìn)一步提高，才能稱(chēng)得上是真正的超算強(qiáng)國(guó)。

應(yīng)用與生態(tài)兩個(gè)方面都是細(xì)水長(zhǎng)流的事情，絕非用錢(qián)就能一下子砸得出了來(lái)。喬楠談到，戈登貝爾獎(jiǎng)（GORDON BELL PRIZE）是國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)，實(shí)際應(yīng)用性、可擴(kuò)展性、效率是其評(píng)選的三大指標(biāo)，該獎(jiǎng)項(xiàng)一直被美國(guó)和日本壟斷。直到2016年11月，中國(guó)“神威太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)才獲得戈登貝爾獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)零的突破。而這PAC2017中，參賽的優(yōu)勝者——西安電子科技大學(xué)張玉老師指導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在選題上實(shí)用性強(qiáng)，在算法上通過(guò)創(chuàng)新使效率高達(dá)70-80%，大大超出戈登貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叩男手挥?0%的水平。說(shuō)明我國(guó)在高性能計(jì)算方面完全有能力站在世界水平的巔峰。

“發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)最佳應(yīng)用，促成真正廣泛應(yīng)用于民生社會(huì)等各個(gè)領(lǐng)域是我們堅(jiān)持辦PAC的初衷?！?喬楠總結(jié)說(shuō)。

點(diǎn)評(píng)：

全國(guó)并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽（簡(jiǎn)稱(chēng)PAC）由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專(zhuān)業(yè)委員會(huì)指導(dǎo)、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)聯(lián)合英特爾（中國(guó)）有限公司主辦、北京并行科技股份有限公司承辦。大賽為了培養(yǎng)高校學(xué)生“理論與實(shí)踐相結(jié)合”的能力，PAC2017不僅延承應(yīng)用組與優(yōu)化組賽道，并首次新增人工智能組賽道，適應(yīng)當(dāng)下發(fā)展趨勢(shì)與潮流。

而HPC China是中國(guó)高性能計(jì)算領(lǐng)域規(guī)模最大、學(xué)術(shù)界/企業(yè)界最富影響力的專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)和風(fēng)向標(biāo)。

在今年的HPC China的幾天采訪(fǎng)中，筆者深刻地感受到：

在“從1到100”的應(yīng)用實(shí)踐方面，我國(guó)在高性能計(jì)算和人工智能等方面的能力正不斷快速地滲透到科學(xué)、教育、金融、醫(yī)療、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。

在“從0到1”的理論層面看，我國(guó)也出現(xiàn)了例如南京大學(xué)周志華老師團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的“深度森林”，使中國(guó)在AI理論方面取得重大突破，引起西方國(guó)家學(xué)術(shù)界高度關(guān)注的事情發(fā)生。

有了理論、應(yīng)用方面的實(shí)力與自信，加上英特爾、并行科技等商業(yè)公司在平臺(tái)工具、生態(tài)等方面的不斷支持，正在使中國(guó)在HPC+AI領(lǐng)域形成真正的閉環(huán)，在國(guó)家戰(zhàn)略的支持下，中國(guó)一定會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，在HPC+AI領(lǐng)域不斷取得質(zhì)的提升，并最終取得傲視全球的成績(jī)。讓我們拭目以待這一天早日到來(lái)。

附：獲獎(jiǎng)名單

【應(yīng)用組】

金獎(jiǎng)：

西安電子科技大學(xué)CEM隊(duì)

銀獎(jiǎng)：

中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 風(fēng)雷隊(duì)

中科院網(wǎng)絡(luò)中心&大氣物理研究所聯(lián)隊(duì)

國(guó)防科技大學(xué)軟件所1隊(duì)

銅獎(jiǎng)：

國(guó)防科技大學(xué)&湖南大學(xué)聯(lián)隊(duì)

國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心海洋之星隊(duì)

山東大學(xué)esprit隊(duì)

國(guó)防科技大學(xué)小胖魚(yú)隊(duì)

中山大學(xué)SNPR隊(duì)

應(yīng)用組比賽涌現(xiàn)出哪些技術(shù)亮點(diǎn)？

領(lǐng)域?qū)拸V：從冠軍團(tuán)隊(duì)的超大規(guī)模并行電磁計(jì)算，到海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)，再到大規(guī)模超深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異步訓(xùn)練，可謂是及傳統(tǒng)應(yīng)用和人工智能應(yīng)用為一體

商業(yè)價(jià)值：本屆應(yīng)用組與往屆相比的一大亮點(diǎn)即為作品普遍都有很高的商業(yè)價(jià)值，如“格子玻爾茲曼方法的python版并行程序”等已廣泛應(yīng)用玉流體動(dòng)力領(lǐng)域

超大并行規(guī)模：如張玉教授cem團(tuán)隊(duì)作品，在天河2號(hào)上成功突破了并行規(guī)模20萬(wàn)核，天河2號(hào)滿(mǎn)載約為38萬(wàn)核

【人工智能組】

金獎(jiǎng)：

中山大學(xué)AlphaAndOmega隊(duì)

銀獎(jiǎng)：

鄭州大學(xué)先行者隊(duì)

江南大學(xué)隊(duì)

銅獎(jiǎng)：

山東大學(xué)SDU-AI隊(duì)，

中科院計(jì)算所2333333隊(duì)

廣東工業(yè)大學(xué) Gdut 728隊(duì)

人工智能組比賽涌現(xiàn)出哪些技術(shù)亮點(diǎn)？

數(shù)據(jù)處理：各組在給定數(shù)據(jù)不平衡性上運(yùn)用了不同的升采樣，降采樣，數(shù)據(jù)清洗等方法，有效提高了最終的測(cè)試成績(jī)

模型算法：借鑒了國(guó)內(nèi)外情感分析成果，對(duì)不同模型算法的融合做出積極嘗試，如對(duì)常見(jiàn)的CNN，LSTM，GRU等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠加以運(yùn)用和融合，構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在模型參數(shù)調(diào)整方面能夠切入大賽主題的重點(diǎn)，關(guān)注情感分析分類(lèi)中受到實(shí)際業(yè)務(wù)部門(mén)更關(guān)注的差評(píng)分類(lèi)的預(yù)測(cè)性能。

【優(yōu)化組】

金獎(jiǎng)：

信息工程大學(xué)孤煙直隊(duì)

銀獎(jiǎng)：

山東大學(xué)多喝熱水多看文檔隊(duì)

上海交通大學(xué)微小的優(yōu)化隊(duì)

銅獎(jiǎng)：

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)鴻雁優(yōu)化隊(duì)

上海交通大學(xué)醬油隊(duì)

信息工程大學(xué)Codesniper隊(duì)

深圳大學(xué)下個(gè)隊(duì)

深圳大學(xué)szux隊(duì)

優(yōu)化組比賽涌現(xiàn)出哪些技術(shù)亮點(diǎn)？

平臺(tái)利用：充分利用KNL眾核架構(gòu)，將程序進(jìn)行擴(kuò)展，并對(duì)稀疏矩陣算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)利用KNL高緩存的優(yōu)勢(shì)，提高數(shù)據(jù)訪(fǎng)存速度

算法改進(jìn)：拜托數(shù)據(jù)依賴(lài)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多線(xiàn)程并行

計(jì)算效率：采用自動(dòng)向量化和Intrinsics手動(dòng)向量化相結(jié)合，大幅度提高計(jì)算效率

特別獎(jiǎng)及優(yōu)勝獎(jiǎng)項(xiàng)：

中國(guó)銀聯(lián)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新成就獎(jiǎng)

中山大學(xué)AlphaAndOmega隊(duì)

中國(guó)銀聯(lián)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室最具商業(yè)潛力獎(jiǎng)

南京大學(xué)牡丹隊(duì)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 鴻雁隊(duì)

中山大學(xué) 智能視界隊(duì)

并行基金賽區(qū)優(yōu)勝獎(jiǎng)

武漢大學(xué)DFTGroup隊(duì)

廣東工業(yè)大學(xué)愛(ài)國(guó)敬業(yè)隊(duì)

中山大學(xué)智能視界隊(duì)

城都信息工程大學(xué)耦合隊(duì)

華中科技大學(xué)什么都不隊(duì)

山東科技大學(xué)奔牛隊(duì)

天津大學(xué) 一萬(wàn)年太久只爭(zhēng)朝夕隊(duì)

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