清华团队夺SC超算大赛4连冠！华中科大斩获「图计算」2项世界第一

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  新智元报道  

编辑：好困 David

【新智元导读】中国超算在国际大赛上连传捷报！华中科技大学DepGraph在「图计算」Graph 500榜单上斩获两项世界第一，清华大学更是在2021年度SC超算竞赛上实现了4连冠。

11月18日，国际超级计算大会揭晓了第18届Green Graph 500和第23届Graph 500排名榜单。华中科技大学图计算团队斩获两项全球第一！

 

就在不到半个月之前的EDA（电子设计自动化）领域国际会议ICCAD 2021上，华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD 竞赛布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法问题的第一名。

 

 

据报道，华中科技大学大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心、服务计算技术与系统教育部重点实验室曁集群与网格计算湖北省重点实验室张宇副教授主持研发的图计算机DepGraph，在两项测试指标上居全球第一。

 

能耗比、单机性能双双登顶Graph 500

在Green Graph 500排名的Small Data任务表现上，DepGraph性能功耗比排名全球第一，达到每瓦6234.32MTEPS。

 

 

在Graph 500的两项排名中，DepGraph单机性能达到全球第一，在SSSP和BFS两个应用上分别达到884.361GTEPS和997.491GTEPS。（单机性能与总体性能不是一个概念）

 

 

据DepGraph团队负责人、华中科技大学计算机科学与技术学院副教授张宇介绍，图计算的不规则数据访问、依赖关系复杂、计算访存比低等特征，使得传统计算架构在支持图算法时面临巨大挑战。

 

据介绍，此次参与榜单排名测试的DepGraph可以有效地规则化和加快图顶点状态传递、解耦合数据依赖、保证高效的联合数据访问和负载均衡，使得上层图算法能够充分利用底层并行计算资源。

 

张宇

 

华中科技大学的图计算团队依托国家重点研发计划项目「面向图计算的通用计算机技术与系统」，经过长年的深入研究，在图计算加速器和图计算系统软件的多个关键技术上取得突破。

 

过去半年屡创佳绩，8月曾斩获中国首冠

实际上，这已经不是华中科技大学图计算团队首次斩获国际大奖了。

 

 

今年8月，在图计算领域最具影响力的国际赛事之一——2021年图计算挑战赛上，该校图计算团队荣获全球冠军，这是中国首次在该赛事中获得冠军。

 

 

今年10月，该团队研发的国际上首个面向并发图分析任务的高性能图计算系统——云图，以第一名的成绩获得第七届中国国际「互联网+」大学生创新创业大赛产业赛道的金奖。

 

 

图（Graph）是一种用来建模事物之间关系的一种数据结构，可以应用于生产生活中的各个领域，从社交媒体、网页排序到科学计算、人工智能，都可以用图来表示。这些应用需要能够被快速处理，而图结构的不规则性则让这一目标变得很难。因此，图计算成为大数据和人工智能时代的核心挑战。

 

 

图能够有效表达事物之间关联关系，是数据分析与应用的基础，图计算能够处理更复杂、更大规模的数据，提高计算效率和准确率。作为下一代AI关键核心技术，图计算已经被广泛应用于医疗、教育、金融等多个领域。

 

图计算最权威的超算榜单

 

Graph 500和Green Graph 500是国际上评价超级计算机图计算性能和性能功耗比的最权威榜单，主要针对当前热门的图计算实施评测，可充分体现超级计算机在支持图计算时的计算效率、访存性能和通信性能，直接反映超级计算机处理图数据的能力。

 

Graph 500一个对面向图计算任务超级计算机系统的性能榜单。首份榜单于 2010 年在ACM/IEEE 超级计算会议上发布。

 

Green Graph 500首次发布于2012年，使用与Graph 500相同的性能指标，但按照单位功率的性能进行排名，更注重超级计算机的能效表现。

 

该榜单每年更新两次。  

SC超算竞赛，清华实现4连冠

北京时间11月19日凌晨，2021年SC超算竞赛结果公布。

 

 

清华大学团队夺得总冠军，实现SC竞赛4连冠，这也是该团队自2012年成立以来，在三大竞赛（ISC、ASC、SC）中取得的第15个总冠军。

 

 

参加本次SC21竞赛的有：波士顿大学/波士顿学院/马萨诸塞大学洛厄尔分校、克莱姆森大学、佐治亚理工学院、暨南大学、北京大学、上海科技大学、南方科技大学、清华大学、加利福尼亚大学圣地亚哥分校和维克森林大学，共计10支队伍。

 

 

清华大学的队伍由6名来自计算机系的本科生组成：翟明书、宋泽宇、融凯源、任彦羽、朱昱熹、曹隽诚，指导教师为计算机系副教授翟季冬和助理研究员韩文弢。

 

 

在本次比赛中，团队克服了连续46小时作战、云计算平台资源竞争等困难，凭借充分的准备和全面的应对策略稳定发挥获得总冠军。

 

 

Linpack基准最高分：南方科技大学

除了总冠军，本次SC竞赛还会颁发一个奖项给拥有最高Linpack基准的团队。

 

南方科技大学的团队以280 teraflops的成绩，夺得了该单项的冠军。

 

 

上海科技大学总排名第二

在本次竞赛中，上海科技大学GeekPie_HPC学生超算队也获得了第二名的好成绩。

 

 

上海科技大学的队伍由信息学院的本科生组成：2018级的杨易为（队长及学生教练）、赵楚一、季宇辰、曹松晖、井皓天、李冠呈，2019级的张厶元、李泽城、秦斐然，以及2020级的程家俊，信息学院殷树教授为指导老师。

 

比赛介绍

高性能计算大会-大学生超算竞赛（SC Conference series-Student Cluster Competition）由国际顶级高性能计算大会SC主办，与ASC（Asia Student Supercomputer Challenge）超算竞赛和ISC（CompetitionInternational Supercomputing Conference）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。

 

其中，SC超算竞赛于2007年在美国启动，是历史最悠久的大学生超算竞赛；ISC竞赛于2012年在德国开始举行；ASC竞赛于2012年由中国发起。

 

由于疫情的影响，2021年的SC竞赛在线上举行。比赛规则要求各参赛队伍在两个云计算集群上运行应用程序，分别为微软Azure和Oracle云。

 

在48小时的挑战过程中，团队的任务是在Azure上优先考虑和利用预算，在Oracle上优化和利用特定的硬件，然后运行一组基准和真实世界的科学工作负载。

 

赛题由三部分组成，基准测试程序为LINPACK、HPCG和IO500；应用方面为多尺度心脏模拟Cardioid，材料建模软件包Quantum ESPRESSO，以及比赛开始后公布的神秘应用「Cosmic Tagger」；SC20论文复现题。

 

其中，在微软Azure上进行的是基准测试、Quantum ESPRESSO和神秘的应用，在Oracle云上进行的是Cardioid和论文复现。

 

神秘应用Cosmic Tagger是一个高能中微子物理中的图像分类应用。由于具有大面积、高分辨率和稀疏的目标标签，这是一个具有挑战性的分割任务。

 

当训练完成后，这个网络可以达到95%以上的准确率，比传统技术的性能提升了5倍。然而，图像的高分辨率特性使得这一应用的计算成本很高，如果没有高性能的集群，很难训练到收敛。

 

在这个项目中，参赛学生则需要在比赛中建立、优化和运行这个神秘的应用程序。

 

https://github.com/coreyjadams/CosmicTagger

 

SC20论文的复现题为「大规模贝叶斯网络并行学习框架」（A Parallel Framework for Constraint-Based Bayesian Network Learning via Markov Blanket Discovery）。

 

https://dl.acm.org/doi/10.5555/3433701.3433710

 

比赛结果

 

参考资料：

https://hb.chinadaily.com.cn/a/202111/19/WS6197988fa3107be4979f91d5.html

http://hb.people.com.cn/n2/2021/1120/c194063-35014201.html

https://mp.weixin.qq.com/s/JIDzUFT2iumg6xiUOevW7A

https://www.hpcwire.com/2021/11/19/sc21s-student-cluster-competition-winners-announced/

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

https://www.shanghaitech.edu.cn/2021/1119/c1001a143603/page.htm

https://weibo.com/1676317545/L2bXlxXcp