106年11月20日星期一

清華大學參加全球學生叢集電腦競賽 以破紀錄成績獲得效能調適冠軍2014/12/04

左起國網中心謝錫堃主任、清華大學李哲榮副教授、清大團隊六位同學、清華大學周志遠助理教授、SCC競賽主席Dustin Leverman、國網中心周立德副主任
左起國網中心謝錫堃主任、清華大學李哲榮副教授、清大團隊六位同學、清華大學周志遠助理教授、SCC競賽主席Dustin Leverman、國網中心周立德副主任

台灣團隊再次於國際競賽舞台展現高速計算的軟實力!曾經於2010年及2011年二度奪得「全球學生叢集電腦競賽」(Student Cluster Competition, SCC)註1總冠軍的清華大學資工系團隊,今年在鍾葉青教授、李哲榮副教授、周志遠助理教授帶領下,再度挑戰2014 SCC世界賽,不但獲得「效能調適」(High-Performance Linpack, HPL)獎項冠軍,更打破歷年記錄,創造了該大賽史上最高浮點運算性能註2的成績。

高速計算已成為國家研發競爭力之重要指標,各先進國家莫不積極培育高速計算人才。國家實驗研究院高速網路與計算中心亦自2011年起開始舉辦「台灣學生叢集電腦競賽」及訓練營,培養學生建置叢集式超級電腦的實力,為國內高速計算育才盡一份心力,提供學子們探索及前進國際間各SCC競賽的無限可能。

此次入選2014 SCC 世界賽的台灣隊伍,即是從第四屆「台灣學生叢集電腦競賽」中脫穎而出,隊員蔡靖、鍾隆翔、張效瑄、吳姿嫻、張凱智、李青峰皆為清華大學資訊工程學系三年級學生,於11月17日至19日在美國紐奧良進行連續56小時不間斷的競賽。這不僅是專業能力的競賽,在抗壓性、團隊精神方面也是一大考驗。

清華大學團隊在大會規定的3,120瓦功耗限制下,浮點運算性能達到10.07 TFlops/s,為SCC大賽舉行8年來,首次突破每秒10兆次浮點運算,打破去年由中國國防科技大學所創下的歷年最佳紀錄,在美、德、澳、中、新加坡等11支強隊環伺下,奪得效能調適冠軍。

領隊教授之一、清大資工系助理教授周志遠表示,為了這次比賽,團隊從今年1月底展開密集訓練,從學習最基本的linux作業系統指令,到自行安裝電腦軟硬體、學習測試評量電腦效能、寫平行程式,進而研究比賽的各式科學計算程式,還有英語報告的能力等。並於今年5月參加「台灣學生叢集電腦競賽」,汲取經驗也體驗比賽的高壓氣氛。

周志遠教授指出,由於大會限制使用的電量,因此如何為電腦散熱,同時降低非用於運算的電量,是致勝的一大關鍵。學生執著努力不放棄的精神,帶來了勝利的契機。

清華大學團隊隊長蔡靖指出,團隊為達到目標,做了相當多的嘗試,甚至動手改造機器的內部構造,最後選擇傳統的風冷系統,用紙板跟膠帶來改造機器的導風結構,以最少花費達到全場最低基礎功耗。「誰能想到我們在學校的生活百貨裡買的紙板跟膠帶,竟打倒了對手的水冷系統!」

SCC世界賽僅頒發兩座獎項,分別是效能調適冠軍及總冠軍。團隊建置好叢集電腦後,先比賽浮點運算性能,決定效能調適冠軍;接著必須現場撰寫電腦程式,並以自行建置的叢集電腦運行應用程式,解決生醫、動力學、氣候、天文、海洋等極為複雜的難題,以決定總冠軍誰屬,今年由美國德州大學奧斯汀分校獲得總冠軍。

參加SCC競賽除了要有優秀的專業技術,也要有最好的設備做為舞台。清華大學團隊感謝廣達電腦、NVIDIA以及國研院國網中心的硬體與技術奧援,才能獲此佳績,也為台灣培育新一代電腦系統人才。國網中心表示,未來將持續投注相關競賽及訓練,為台灣高速計算的應用與發展挹注新能量。

備註:

註1:所謂「叢集電腦」,是透過高速網路串接多部計算主機,並藉由調適的技術,讓整座叢集電腦可以獲得最高的整體效能,以發揮螞蟻雄兵的力量。「學生叢集電腦競賽」是考驗學生自行建置叢集式超級電腦的實力,包含自組叢集硬體、基本環境安裝、叢集電腦效能調適最佳化以及應用程式解題能力。

註2:浮點(floating-point)指的是帶有小數的數值,浮點運算即是小數的四則運算,常用來測量電腦運算速度。「每秒浮點運算次數」(floating-point operations per second, Flops)是決定電腦計算能力的關鍵,1 TFlops/s代表每秒執行一兆次浮點運算。

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