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中国科大获第二届国产CPU并行应用挑战赛亚军

2018-10-22

 

  2018年全国高性能计算学术年会(HPC China)于10月18日在青岛举行。会上,大会组委会揭晓了第二届国产CPU并行应用挑战赛(简称CPC)的比赛结果。来自清华大学、中国科学技术大学、山东大学、中山大学、中国科学院计算机信息网络中心等单位的16强参赛队伍经过四个片区的初赛,从全国168支参赛队伍中脱颖而出入围决赛。最终,山东大学、中国科学技术大学、中国科学院计算机信息网络中心的参赛队伍分获冠亚季军。

  CPC大赛由中国计算机学会主办,中国计算机学会无锡分部、国家超级计算无锡中心、国家超级计算济南中心、北京并行科技股份有限公司共同承办。大赛评委由来自国内知名企业和顶尖科研机构的高性能计算领域的专家组成。经过两年的努力,CPC大赛已成为推动国产众核处理器应用发展,营造良好的自主软件生态环境,培养和选拔高校顶尖技术人才的重要平台。

 

  今年的赛题较去年难度大大增加,要求各参赛队在神威太湖之光上移植和优化一款代码量达百万行的分子动力学软件Gromacs,并重点考察各参赛队对神威太湖之光超级计算机系统结构以及国产申威众核处理器SW26010体系结构特点的理解和掌握,从计算、访存、通讯和I/O等方面对参赛队的优化技术进行全面考评。Gromacs是一款可配置的分子动力学模拟工具,最初用于模拟蛋白质、脂类和氨基酸等有复杂化学键的生物分子。由于Gromacs提供了极好的非键作用力模拟性能,很多研究组织也开始使用Gromacs模拟聚合物等非生物分子体系。Gromacs现在支持几乎所有常见的分子动力学模拟算法,并且具有高性能、易于使用、开源、辅助工具丰富的特点,成为了使用最广泛的分子动力学软件之一。但是,Gromacs也是公认的最难移植和优化的开源软件之一,其核心代码大量采用向量指令实现,用手工汇编来提高其在商用平台上的运行性能。

 

  山东大学代表队采用RDMA技术优化了全局通讯;中国科学技术大学代表队针对国产申威SW26010处理器结构特性重新设计了原子簇的数据结构;中科院计算网络信息中心代表队通过设计软件Cache来解决程序离散访存等一系列创新思路,赢得了大赛组委会的高度称赞。

  中国科大本届参赛队由计算机科学与技术学院研三学生颜秉辉,研二学生林增、张屹、周亚伟四名同学组成,由计算机学院吴俊敏副教授和安虹教授共同指导,博士生陈俊仕担任主教练。队员们将Gromacs软件的核心计算函数加速了160.15倍,将程序模拟性能整体提升了16.65。中国科大代表队独具匠心的创新工作赢得了组委会和各参赛队的一致好评。

 

  经过国家“核高基”科技重大专项的长期支持,国产自主可控关键软硬件技术已经取得重大突破。基于自主知识产权的申威处理器构建的“神威·太湖之光”超级计算机自2016年6月发布以来,已连续四次占据世界超级计算机TOP500榜单第一。“神威·太湖之光”上的两项千万核心整机应用包揽了2016、2017年度世界高性能计算应用领域最高奖“戈登·贝尔”奖。

 

  申威处理器使中国长期以来无“芯”可用的局面得到了极大扭转,为构建安全、自主、可控的国产高性能计算系统平台奠定了基础。秉承“选拔优秀应用,储备人才队伍,推动安全、自主、可控、国产平台产业化,提升我国计算机行业整体水平”的主旨,两届国产CPU并行应用挑战赛都取得了圆满成功。

 

(计算机学院)



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