?台灣清華奪冠，清華獲亞軍：2019 ASC世界超算大賽落幕

在這項全球頂級超級計算機競賽的歷史上，台灣清華大學首次獲得了冠軍。

4 月 25 日，2019 ASC 世界大學生超級計算機競賽（ASC19）在大連落下帷幕，台灣清華大學代表隊獲得了本次比賽的冠軍，去年的冠軍隊清華大學則獲得亞軍。

作為世界規模最大的超算競賽，ASC 19 吸引了超過 300 支中外高校隊伍報名參賽，

經過預賽選拔來到大連參與決賽的隊伍則有 20 支。

這些隊伍包括：北京航空航天大學、南方科技大學、福州大學、暨南大學、上海交通大學、中山大學、台灣清華大學、北京大學、華中科技大學、山西大學、太原理工大學、電子科技大學、香港中文大學、波蘭華沙大學和華沙工業大學聯隊、清華大學、德國埃爾朗根-紐倫堡大學、大連理工大學、愛沙尼亞塔爾圖大學、哥倫比亞 EAFIT 大學以及韓國成均館大學。

本次大賽的決賽設在大連理工大學劉長春體育館中舉行。

超算轟鳴的火熱氣氛之外，極富挑戰性的賽題則是 ASC 最富魅力之處。各支參賽隊伍需要在決賽期間運行優化基準測試、人工智慧人臉超解析度重建、地球系統模式 CESM、基因測序組裝軟體 wtdbg、聲子計算軟體 ShengBTE 等前沿科學與工程應用——所有這些都是在 3000 瓦額定功耗的限制下，通過參賽隊伍自行設計並搭建的超級計算機來完成的。

「想要在 3 千瓦的功率限制下發揮系統的最高效率，這需要參賽者對於系統架構有非常全面的了解。」國家超級計算無錫中心主任楊廣文表示。「很多時候，參賽隊伍成員需要在去掉部分內存條和風扇的情況下跑完賽題，這甚至需要和硬體廠商進行交流，修改 BIOS 才能做到。」

總冠軍的爭奪

重量級的比賽總會吸引實力強大的隊伍。在去年剛剛獲得了國際三大超算比賽（ASC、ISC 和 SC）「大滿貫」的清華大學代表隊也入圍了 ASC19 的決賽，但在本次比賽沒有奪冠，這稍微有些出人預料。

清華大學團隊代表在賽後表示：「這次比賽參賽的隊員處在新老交替的過程中。我們補充了很多相對年輕的新隊員，他們相對欠缺比賽的經驗，在比賽過程中在遇到一些問題的時候，應對得不盡完美。但本次比賽也讓隊員們收穫了成長，並取得了不錯的成績。」

在短短五天的決賽中，想要應對賽會提出的高難度賽題，甚至賽前保密的「神秘挑戰」是一件非常困難的事情。這意味著強大的理論知識、隨機應變的能力，以及掌握有限資源在面對多個挑戰時的取捨。台灣清華大學在這屆 ASC 超算大賽中首次獲得了 ASC 的冠軍，成為了頒獎儀式上受人關注的焦點。

台灣清華大學代表隊獲得了 ASC 19 超算大賽的總冠軍。

「我們在隨機應變上做得很好，」台灣清華大學代表在賽後的採訪中表示。「在這次比賽里發生了很多預想不到的狀況，我們團隊的大多數成員在去年參加過 ASC18 的競賽，在今年的比賽中吸取經驗，在處理危機狀況時發揮穩定。」

與很多其他入圍決賽的隊伍一樣，台灣清華大學代表隊的成員們也曾參加過其他國際超算競賽，而此前參加過 ASC 的一些高年級成員也會留下來擔任教練角色。

比賽評委表示，台灣清華大學代表隊在決賽中的表現堪稱完美。他們在 HPCG、CESM、ShengBTE 等多個賽題均有上佳表現，反映出全面、深刻的超算系統與應用理解能力以及出色的性能優化能力。

這是 ASC 決賽第二次出現兩岸清華大學分獲冠亞軍的一幕。不同的是，在 2013 年的比賽中清華大學獲得了冠軍，而台灣清華大學獲得亞軍。

挑戰最高計算速度

本次比賽的另一個重要獎項：e Prize 計算挑戰獎被中山大學獲得。他們在這一挑戰中的成績要比其他參賽隊伍高出很多。在比賽中，中山大學代表隊的成員們使用了多線程運行方法，對進程通訊、內存訪問以及向量化等進行大量優化，成功獲得了該項大獎。

中山大學部分成員和他們的超算。

今年的 e Prize 賽題有關氣候變化模擬，決賽參賽選手們需要在限定時間內完成在限定時間內完成 CAM4、CAM5 兩個大氣模式的計算，以及在二氧化碳濃度翻倍的條件下 CESM 的全模式計算。CESM 是當今國際上應用最為廣泛的氣候模型，同時也是聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）撰寫第五和第六次評估報告所使用的主要氣候模型之一。

在此之外，中山大學還和太原理工大學、香港中文大學和德國埃爾朗根-紐倫堡大學一同成為了 ASC 歷史上首次出現的「超級團隊對抗賽」的優勝者。

在賽會限制的 3000 瓦功率下跑出最高算力的北京航空航天大學獲得了本次比賽的最高計算性能獎。在有限的功耗約束下，北航選手搭建的超級計算機在運行 HPL 國際基準測試時，實現了整體系統 50.21 萬億次/秒的持續浮點運算性能。

圖像增強演算法

北京航空航天大學在人工智慧賽題人臉超解析度演算法中也取得了最佳成績，其由機器生成的超解析度圖像與原始高清圖像相比，具有極高的人臉特徵相似性。

圖像超解析度是 ASC 19 的人工智慧賽題。近年來深度學習的發展為超解析度研究方向帶來了新的突破，而很多相關的應用也已出現在手機等設備上，成為了人們日常生活的一部分。

北航代表隊對於演算法的理解顯然為解決這一賽題帶來了優勢，他們在預賽中就獲得了超解析度賽題的滿分。在單張圖像超解析度 SR 賽題上基於多模型進行充分比較評估，構建更適合於問題的深度學習模型，取得了感知指數 (Perceptual Index)2.58 的優異成績，並獲得了滿分。

在這個賽題上，選手們只能選擇

PyTorch

深度學習框架。「主辦方這次希望學生能夠接觸並挑戰最新的技術。本次大賽使用的硬體設備是全球最新、最好的。」ASC 2019 組委會委員劉軍表示。「而在軟體工具方法上，賽會也希望能夠採用最先進、最具應用潛力的軟體。PyTorch 作為一個熱門深度學習工具，其上升快、有潛力、靈活性、適應性、計算性能表現都非常好，在考慮將人工智慧和超算結合時希望擴展性更好。」

今年的 ASC 19 已經是第八屆比賽了。迄今為止，ASC 世界大學生超算競賽已經吸引了超過 7000 人蔘賽，參與隊伍數量則超過 1600 支。ASC 已成為全球規模最大、參與人數最多的大學生超算賽事。ASC 競賽發起人、中國工程院院士王恩東表示，AI 的興起已為高性能計算（HPC）領域探索出一個全新且重要的應用領域，如何實現超級計算技術與人工智慧技術更好的融合，將成為未來計算技術的重要研究方向。

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