問(wèn)鼎高性能云計算之王？中國高性能云計算創(chuàng )新

“Show出你的野蠻性能”并不是一句漂亮的空話(huà)，高性能的實(shí)力正在被6大知名商和20多所高校隊伍同步驗證，誰(shuí)才是真正的CPU/GPU之王？

3月11日，首屆“中國高性能云計算創(chuàng )新大賽”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大賽”）現場(chǎng)賽正式落下帷幕。大賽由中國信息通信研究院和中國計算機學(xué)會(huì )高性能計算專(zhuān)業(yè)委員會(huì )共同舉辦。

本次大賽分別面向云計算服務(wù)商和科研機構設計了CPU云主機和GPU云主機的性能測試賽程。參賽陣容非常強大，吸引了國內多家知名的云計算服務(wù)商及頂尖的科研機構和企事業(yè)單位共同參與。

加入戰隊的云計算服務(wù)商有阿里云、華為云、騰訊云、天翼云、UCloud和百度云，參與應用場(chǎng)景測試初賽的有清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京交通大學(xué)等20多所高校。

經(jīng)過(guò)嚴格的參賽方案評選以及一個(gè)月的實(shí)測階段，最終進(jìn)入現場(chǎng)賽答辯的高校隊伍共有4支，他們分別來(lái)自北京林業(yè)大學(xué)、北京交通大學(xué)、清華大學(xué)和蘭州大學(xué)。值得一提的是，還有一名來(lái)自知名IT廠(chǎng)商的資深工程師以個(gè)人名義參賽，最終也進(jìn)入到?jīng)Q賽答辯環(huán)節。

現場(chǎng)賽回顧：應用場(chǎng)景多樣化，水平超預期

根據本次大賽規則，由云計算服務(wù)商提供CPU和GPU云主機，參賽隊伍則提交自己編寫(xiě)設計的應用場(chǎng)景方案，通過(guò)在各廠(chǎng)商提供的云主機上運行來(lái)檢驗廠(chǎng)商云主機性能。

其中，CPU云主機在網(wǎng)站應用、視頻流媒體、分析、圖像分析四個(gè)應用場(chǎng)景進(jìn)行性能測試，GPU云主機在圖形渲染、機器學(xué)習兩個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行性能測試。

據了解，此次報名參賽的隊伍提交的應用場(chǎng)景方案，基本上覆蓋了大賽規定的所有場(chǎng)景，從多個(gè)應用場(chǎng)景對各廠(chǎng)商的云主機進(jìn)行了性能測試。

例如，蘭州大學(xué)的參賽方案是關(guān)于糖尿病受體與藥物的分子動(dòng)力學(xué)模擬。方案設計了基于CPU和GPU架構的NAMD分子動(dòng)力學(xué)代碼，模擬出GLP-1R蛋白和藥物分子相互作用的場(chǎng)景，同時(shí)完成GPU下加速性能的測試和比較。通過(guò)對測試性能指標的分析，找出云計算平臺最佳的CPU-GPU數量配比。

該方案使用了4-8臺CPU云主機和1-4臺GPU云主機，其中每臺CPU云主機核心數在12-48之間，每臺GPU云主機有1-8塊NVDIA Tesla系列GPU卡，從而進(jìn)行多個(gè)GPU卡的并行測試。由于并行計算的規模較大，測試例耗時(shí)（完整運行一次測試例耗時(shí)）高達96小時(shí)。

蘭州大學(xué)參賽隊伍在現場(chǎng)賽中答辯

清華大學(xué)的參賽方案是對海量文檔進(jìn)行主題模型分類(lèi)，使用隱式狄利克雷算法（LDA），將稀疏求解的算法應用在GPU上，以達到比CPU更快的求解速度。該方案使用了1臺CPU云主機和1臺GPU云主機，測試例耗時(shí)約為30個(gè)小時(shí)。

北京林業(yè)大學(xué)的參賽方案則是基于TensorFlow搭建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，結合GPU高性能計算特點(diǎn)，實(shí)現人群計數。該方案使用了1臺CPU云主機和2臺GPU云主機，通過(guò)測試對比發(fā)現，在GPU上訓練迭代一次所需時(shí)間小于1秒，在CPU上訓練迭代一次所需時(shí)間約為9分鐘，GPU可大幅提升訓練性能。

據主辦方介紹，此次參賽隊伍整體水平之高超出預期，其中部分項目已申請成為國家重點(diǎn)項目暫時(shí)無(wú)法對外公開(kāi)信息，也有的項目具備在實(shí)際應用落地的實(shí)力，因而也備受各廠(chǎng)商的矚目，有望在比賽之后繼續推動(dòng)云服務(wù)商和科研機構之間的合作。

讓強者更強：產(chǎn)學(xué)研深度結合，賽事創(chuàng )新

事實(shí)上，高性能計算賽事并不少見(jiàn)，為何此次中國高性能云計算創(chuàng )新大賽一推出，就有如此多知名廠(chǎng)商和科研機構的踴躍參與，并收獲了高質(zhì)量的參賽成果？不妨看看此次大賽與眾不同的地方。

首先，參賽的云服務(wù)商和科研機構雙向選擇。換句話(huà)說(shuō)，云服務(wù)商與信通院一起篩選出院校的優(yōu)秀案例，是優(yōu)中選優(yōu)，云服務(wù)商只對看中的參賽方案提供云主機的資源支持。

同樣，科研機構也會(huì )主動(dòng)選擇自身認可的品牌云主機進(jìn)行測試。這對于云服務(wù)商和科研機構雙方來(lái)說(shuō)，都是一種挑戰，無(wú)形中拉高了競爭的門(mén)檻。

第二，信通院標準化測試例與高校案例同步測試。信通院根據《服務(wù)評估方法 第1部分：云主機》、《可信云服務(wù)評估方法 第15部分：GPU云服務(wù)》對云主機進(jìn)行性能測試。

與此同時(shí)向高校征集可在云主機上運行的測試例形式，高校參賽隊伍將選取的測試例部署到各廠(chǎng)商提供的云主機，執行委員會(huì )通過(guò)測試例運行情況來(lái)評估各廠(chǎng)家云主機性能。行業(yè)標準評估和實(shí)際應用案例測試并行，保證了云主機評測的權威性。

第三，實(shí)現產(chǎn)學(xué)研真正結合。目前大多數高性能大賽主要是某個(gè)服務(wù)商自己舉辦的商業(yè)化比賽，而此次大賽由服務(wù)商、科研機構和信通院三者共同參與。

一方面實(shí)現了更大范圍的人員參與，另一方面高校隊伍對以實(shí)際案例測試多家品牌云主機，同時(shí)云服務(wù)商提供大力的資源支持，可以說(shuō)是產(chǎn)業(yè)力量和高校力量的深度結合。

這也是為什么，最終獲獎隊伍的優(yōu)秀方案，可能入選中國信息通信研究院CPU/GPU云主機benchmark測試例集的原因。

據悉，本次大賽邀請了領(lǐng)域內的多位專(zhuān)家領(lǐng)導組成大賽評委會(huì )。經(jīng)組委會(huì )討論，制定了細致、專(zhuān)業(yè)的比賽評審規則。

最終賽事結果將于3月22日在“2018”公布，并在現場(chǎng)進(jìn)行頒獎。面向科研院校和企事業(yè)單位人員，將產(chǎn)生優(yōu)秀應用場(chǎng)景獎。面向云計算廠(chǎng)商及從業(yè)人員，將產(chǎn)生每個(gè)優(yōu)秀應用場(chǎng)景測試的性能MAXP獎。

此次參賽的云服務(wù)商和高校人員展示出非常高的專(zhuān)業(yè)水平，賽事的創(chuàng )新也為業(yè)內帶來(lái)了不一樣的驚喜。期待產(chǎn)學(xué)研進(jìn)一步加強合作，不斷壯大我國云計算領(lǐng)域高精尖人才隊伍的規模，推動(dòng)國內高性能計算的發(fā)展。