東南網(wǎng)5月25日訊(福建日?qǐng)?bào)記者 蔣豐蔓)
5月14日，喜訊從西寧傳來(lái)：福州大學(xué)超算代表隊(duì)再次在2025年ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽(簡(jiǎn)稱“ASC”)總決賽中榮獲一等獎(jiǎng)。
ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽是全球最大規(guī)模的大學(xué)生超算競(jìng)賽之一，賽事自舉辦以來(lái)已吸引來(lái)自六大洲的上萬(wàn)名大學(xué)生報(bào)名參賽，今年共有300余支高校隊(duì)伍報(bào)名參加。
福州大學(xué)超算代表隊(duì)算是ASC上的“熟面孔”了，今年更是該團(tuán)隊(duì)自2018年以來(lái)第六次獲得總決賽一等獎(jiǎng)，此次他們還捧回了超級(jí)團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)和應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)。近日，記者采訪了福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)。
攻克前沿難題
超算即超級(jí)計(jì)算機(jī)，是指由數(shù)百、數(shù)千甚至更多的處理器組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠執(zhí)行普通PC機(jī)和服務(wù)器無(wú)法處理的大型復(fù)雜計(jì)算任務(wù)。
“比賽會(huì)給定一些契合實(shí)際的科學(xué)或工程前沿問(wèn)題讓隊(duì)伍用超算解決，比如模擬氣象變化、預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等，比哪個(gè)隊(duì)的方案更準(zhǔn)確、更高效，就像在實(shí)際工作中面對(duì)難題，看哪個(gè)團(tuán)隊(duì)能更好地利用超算這個(gè)強(qiáng)大的工具找到解決辦法。”福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、教練廖祥文介紹。
今年3月，由福州大學(xué)計(jì)算機(jī)與大數(shù)據(jù)學(xué)院、梅努斯國(guó)際工程學(xué)院本科生張志軒、張玄烽、榮嘉琪、鮑子碩和謝正燁組成的福州大學(xué)超算代表隊(duì)進(jìn)入決賽，與通過(guò)預(yù)賽選拔的25支隊(duì)伍相聚在青海大學(xué)進(jìn)行比拼。
在前兩個(gè)比賽日，團(tuán)隊(duì)成員需要在4000瓦功耗約束下親手設(shè)計(jì)、安裝性能均衡的小型超算集群，并且需要通過(guò)HPL、HPCG兩項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試。
“HPL和HPCG是計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試，前者測(cè)試計(jì)算機(jī)解決大量線性方程組速度，后者測(cè)試計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜數(shù)據(jù)和計(jì)算任務(wù)的能力。優(yōu)化HPL和HPCG就是通過(guò)各種方法讓計(jì)算機(jī)在運(yùn)行這些測(cè)試時(shí)表現(xiàn)得更好，更快、更高效地完成任務(wù)�！眻F(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)張志軒解釋說(shuō)。
超算被廣泛應(yīng)用于解決科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計(jì)與制造、氣象預(yù)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警、人工智能與大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域。本次大賽還設(shè)置了AlphaFold3推理優(yōu)化、RNA甲基化修飾位點(diǎn)檢測(cè)、DeepSeek推理優(yōu)化、宇宙中微子探測(cè)模擬等涉及前沿科學(xué)與工程應(yīng)用的賽題。
“總體感覺(jué)，今年的賽題擁抱人工智能、科學(xué)計(jì)算，瞄準(zhǔn)科學(xué)前沿、緊跟時(shí)代脈搏，緊扣著我們國(guó)家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，通過(guò)參與比賽，可以開(kāi)闊本科生的視野，引導(dǎo)他們以后投身到解決‘卡脖子’難題。”廖祥文說(shuō)。
在“不確定中”解題
超算比賽有著“科技界鐵人三項(xiàng)”之稱，在賽場(chǎng)上隊(duì)員們需要同時(shí)展現(xiàn)體力、智力與協(xié)作力。此次參賽最令福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)欣喜的，是本次比賽中首次為福州大學(xué)贏得應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)。
在應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)的角逐中，晉級(jí)的25支隊(duì)伍共同挑戰(zhàn)優(yōu)化宇宙中“幽靈粒子”中微子的探測(cè)模擬過(guò)程——通過(guò)粒子運(yùn)輸軟件Geant4模擬高能水下中微子望遠(yuǎn)鏡(HUNT)探測(cè)宇宙線中微子的復(fù)雜過(guò)程，提升模擬過(guò)程的并行計(jì)算效率，助力破解高能宇宙射線的起源之謎。
“要在本道賽題中脫穎而出，我們需要深入分析Geant4模擬應(yīng)用的并行計(jì)算模式，在4000瓦功耗限制下提出有效的并行計(jì)算優(yōu)化方案。”隊(duì)員鮑子碩在團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)該賽題。他回憶，團(tuán)隊(duì)在前兩天裝機(jī)時(shí)就把相關(guān)軟件安裝好了，但在拿到賽題當(dāng)天卻發(fā)現(xiàn)安裝過(guò)程出現(xiàn)疏漏，需要緊急重裝軟件。
“這是我們遇到的第一個(gè)小挫折。”鮑子碩告訴記者，接下來(lái)的解題過(guò)程也同樣一波三折。
“一開(kāi)始，我們順利完成了前兩個(gè)案例的并行計(jì)算，但進(jìn)入案例三時(shí)，發(fā)現(xiàn)并行效率突然下降。幸運(yùn)的是，通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員通力協(xié)作，查閱Geant4技術(shù)文檔和源代碼，最終在案例四中實(shí)現(xiàn)96個(gè)CPU核心保持滿負(fù)載運(yùn)行，成功在參賽隊(duì)伍中實(shí)現(xiàn)突圍�！标�(duì)員們回憶道。
“后兩個(gè)比賽日的比賽時(shí)間均為早上8點(diǎn)到晚上6點(diǎn)，每天團(tuán)隊(duì)需要在10個(gè)小時(shí)內(nèi)同時(shí)完成多個(gè)賽題，這就需要我們考量機(jī)器、隊(duì)員的精力分配等。”隊(duì)員們介紹，團(tuán)隊(duì)全程用到4臺(tái)計(jì)算機(jī)，在后兩個(gè)比賽日中，團(tuán)隊(duì)成員需要分工配合完成AlphaFold3推理優(yōu)化、RNA甲基化修飾位點(diǎn)檢測(cè)、DeepSeek推理優(yōu)化等賽題。
這是一個(gè)分工明確的團(tuán)隊(duì)。張志軒主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)集群的搭建和性能分析測(cè)試，鮑子碩主要負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)賽題和Geant4，張玄烽主要負(fù)責(zé)AlphaFold3和現(xiàn)場(chǎng)的英文答辯，謝正燁主要負(fù)責(zé)DeepSeek的大語(yǔ)言模型推理和加速，榮嘉琪主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)拍攝。
“比賽全程都充滿了不確定性，跑一次程序可能就要四五個(gè)小時(shí)，推倒重來(lái)的機(jī)會(huì)不多。每一分鐘、每一個(gè)選擇都至關(guān)重要�！标�(duì)員們說(shuō)。
“興趣班”里成長(zhǎng)
對(duì)于福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)的隊(duì)員們來(lái)說(shuō)，這個(gè)一等獎(jiǎng)讓他們卸下了重?fù)?dān)，“我們也算不負(fù)所托，延續(xù)了學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們?cè)谠擁?xiàng)賽事上的輝煌成績(jī)”。
這支從2016年開(kāi)始組建的隊(duì)伍，至今已經(jīng)有四十幾名在校生參與其中。自2018年以來(lái)，福州大學(xué)超算代表隊(duì)已連續(xù)6次獲得總決賽一等獎(jiǎng)。
今年，團(tuán)隊(duì)教練廖祥文教授還獲得了主辦方頒發(fā)的最有價(jià)值指導(dǎo)老師獎(jiǎng)。“是什么鍛造了這一支強(qiáng)隊(duì)？”這是近來(lái)廖祥文經(jīng)常被問(wèn)及的問(wèn)題。
“來(lái)之前我就和他們說(shuō)，這里是個(gè)興趣班。”在福州大學(xué)，超算團(tuán)隊(duì)非必修課程，但隊(duì)員們需要在其中投入的時(shí)間，卻絲毫不少于日常課業(yè)學(xué)習(xí)。
“他們進(jìn)入超算團(tuán)隊(duì)后，幾乎把所有的課余時(shí)間都用于備賽，節(jié)假日也投入其中�！眻F(tuán)隊(duì)另一名指導(dǎo)老師吳運(yùn)兵介紹。
“超算比賽不是一個(gè)人的戰(zhàn)斗，需要團(tuán)隊(duì)成員緊密配合。包括根據(jù)賽題要求搭建穩(wěn)定快速的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，快速理解軟件并編寫(xiě)優(yōu)化代碼，在比賽過(guò)程中制定策略、動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)算任務(wù)等，極大考驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力�！敝笇�(dǎo)超算團(tuán)隊(duì)10年，廖祥文深諳團(tuán)隊(duì)每個(gè)學(xué)生的性格特點(diǎn)與上場(chǎng)隊(duì)員所需的素質(zhì)。每次比賽前，他對(duì)于整個(gè)團(tuán)隊(duì)的“排兵布陣”早已心中有數(shù)。
除了是學(xué)生們的教練以外，廖祥文同時(shí)還是福州大學(xué)醫(yī)學(xué)院副院長(zhǎng)、醫(yī)工交叉研究院副院長(zhǎng)、超算團(tuán)隊(duì)黨支部書(shū)記。
他告訴記者，超算團(tuán)隊(duì)的發(fā)展離不開(kāi)學(xué)�！半p一流”學(xué)科引領(lǐng)、高能級(jí)平臺(tái)支撐和高水平科研反哺等諸多因素的共同推動(dòng)。位于福州大學(xué)國(guó)家大學(xué)科技園里的超算中心是隊(duì)員們最常開(kāi)展實(shí)踐的場(chǎng)所，他們不僅參與日常維護(hù)，還結(jié)合中心對(duì)接的各類科研項(xiàng)目攻關(guān)開(kāi)展“實(shí)戰(zhàn)”。
以本次大賽設(shè)置的“DeepSeek推理優(yōu)化”賽題為例。參賽隊(duì)伍需要基于DeepSeek-R1-32B設(shè)計(jì)并部署一個(gè)僅使用CPU的大語(yǔ)言模型推理服務(wù)系統(tǒng)，在保證推理結(jié)果正確性和系統(tǒng)吞吐的前提下，盡可能縮短各類任務(wù)的推理時(shí)間。
早在今年2月，福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)宣布依托學(xué)校醫(yī)工交叉研究院的算力平臺(tái)，成功完成DeepSeek-R1-70B大模型的本地化部署，構(gòu)建出應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域的可循證、規(guī)范化超算大模型。
“有前期參與項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，隊(duì)員們處理賽題就更得心應(yīng)手�！绷蜗槲慕榻B，“經(jīng)過(guò)十幾年的沉淀，福州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)的科研經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成功反哺到教學(xué)中�！�
對(duì)于隊(duì)員們來(lái)說(shuō)，用超算解決問(wèn)題大多時(shí)候是在面對(duì)一種未知。在團(tuán)隊(duì)中不斷磨煉，從旁觀者到實(shí)際參賽，隊(duì)員們的心態(tài)也在不斷發(fā)生調(diào)整。談及應(yīng)對(duì)壓力，這群常和代碼打交道的年輕人還是更擅長(zhǎng)于用一個(gè)又一個(gè)解決方案的例子來(lái)回答記者的問(wèn)題。
“我們總會(huì)不斷碰到問(wèn)題，但我們就是在不斷解決問(wèn)題的過(guò)程中前進(jìn)�！庇械膶W(xué)生表示加入超算團(tuán)隊(duì)后明確了自己未來(lái)的發(fā)展方向，有的學(xué)生對(duì)未來(lái)社會(huì)中計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)揮的角色得出了自己的認(rèn)識(shí)和看法，更有的學(xué)生開(kāi)始主動(dòng)學(xué)習(xí)跨界應(yīng)用技術(shù)以適應(yīng)不同領(lǐng)域的需求。