一、项目实施背景
我国高性能计算机技术发展迅速,但高性能计算人才短缺,难以支撑迅猛增长的应用需求。人才培养是中国高性能计算面临的重大挑战。深圳秉承粤港澳大湾区、深圳先行示范区“双区”驱动契机,迎来了高等教育和人才培养快速发展时期。南科大作为深圳市第一所双一流建设高校,应迎难而上,主动担当为国培养高性能计算人才的重任科学与工程计算中心(以下简称:计算中心)作为校级高性能计算平台,除了做好科研服务工作外,更应发挥自身优势,在制约国内高性能计算领域发展的人才培养上发挥作用。依托现有资源,不断探索高性能计算人才培养的新模式,助力南科大培养更多高性能计算人才。
二、 项目措施
(一)建立高性能计算教育实践平台,提供高性能计算资源供学生实践。
高性能计算是一门以实践为基础的课程,需要依托大型计算平台,为学生提供可以动手实践且最先进的计算资源。计算中心凭借自身平台优势,从以下三个方面支持高性能计算教学以及实践工作顺利开展:
1、计算中心鼓励和支持各院系教师开设与高性能计算相关的课程,并提供包括教学账号管理、教学计算资源调配等精准服务。
表1. 2022年科学与工程计算中心支持教学课程表
2、计算中心设立勤工助学岗位,并指导学生自主搭建开源软件镜像站,为校内师生用户提供高质量的开源镜像源服务,帮助用户更方便、更快捷地获取开源软件。
表2. 2022年科学与工程计算中心开源软件镜像支持的课程统计表
3、计算中心提供文件分享,在线协作编辑文档等开源工具,方便校内学生分享学习资料、多人在线一起编写课程报告等。
(二)开展创新教学实践课题,探索平台育人新路线。
2022年,我们思考和探索如何基于现有的平台系统和工程师团队资源,发挥南科大超算平台在创新实践育人方面的优势。我们将工作实际中遇到的问题,提炼成创新实践的内容,与计算机系教授开展合作,开设了《高性能集群计费系统前端开发》和《高性能集群用户管理系统开发》两项创新实践课题。一方面,中心的平台资源得到充分利用,另一方面,也可以在创新实践的教学中培养技术人才。计算中心工程师作为指导老师与计算机教授联合带队,指导学生团队进行基于实践应用的超算平台管理软件系统开发。
(三)组建超算团队,通过以赛代练的方式,学生在自主学习和解决实际问题的过程中得到技术和能力的培养。
南科大学生超算队成立于2019年初,是由南科大超算俱乐部中选拔出的表现优异的同学组成。南科大超算俱乐部是南科大科学与工程计算中心和计算机科学与工程系共同支持下的学生自治组织。通过以赛代练的方式,学生在自主学习和解决实际问题的过程中得到技术和能力的培养。
图1. 往届超算团队成员
(四)承办和组织超算大赛,促进国际交流合作,创造机会接触更多优秀业界专家。
1、2021年助力南科大成功承办世界级大学生超算大赛,扩大南科大在超算领域的知名度。
ASC20-21超算大赛共历时13天,秉持着“举办具有南科大特色的超算比赛”的理念,计算中心全体员工全力以赴,在学校各个部门的大力支持下,全力保障了ASC20-21世界级大学生超算大赛的顺利举行。有21支中国大陆高校队伍参与现场竞赛,7支非中国大陆高校队伍通过云平台进行线上竞赛的比拼。有效促进了国际交流合作,并接触到更多优秀业界专家。
图2. 承办ASC20-21世界大学生超算大赛
图3. ASC20-21大赛现场
图4. 薛其坤校长与南科大参赛队合影
2、成功举办首届南科大学生超算竞赛。
经广泛动员,来自不同专业和年级的超过五十位同学参与了比赛,最终决出了包括冠、亚、季军等奖项共8支获奖队伍。赛程包括了培训、热身赛和正式赛三个阶段,为期一个月。此次比赛不仅为参赛同学提供了展示技能的舞台、参与竞技的机会,也让参赛同学在比赛中学习提升。计算中心与旗下的学生超算俱乐部在比赛期间全程提供了丰富的计算资源和技术指导,这展现了南科大在超算平台、计算资源以及人才储备方面的强大优势。
图5. 首届南科大学生超算竞赛颁奖现场
三、项目效果
(一)在校生培养取得丰硕成果。
1、计算中心组织的学生超算团队参加多次国际竞赛,获多项大奖:
1) ASC世界大学生超算大赛一等奖3次;
2) APAC HPC-AI(新加坡)超算大赛冠军1次,亚军1次和季军1次;
3) 2022年IndySCC世界大学生超算竞赛亚军及HPL挑战赛亚军;
4) SC21世界大学生超算挑战赛最高性能奖;
5) ISC22世界大学生超算挑战赛季军;
6) ASC应用创新奖等单项好成绩。
图6.颁奖现场
图7.部分获奖证书和奖杯
2、超算团队学生受邀到新加坡参加第18届亚洲超算大会并做分享报告。
图8. 超算队成员作分享报告
(二)毕业生得到优秀学校和企业的高度认可。
超算团队的毕业生得到优秀学校和企业的高度认可,获得继续深造和就业的机会。毕业的学生去向:第一届超算队长赵佳华毕业去往意大利帕多瓦大学的地球物理专业的硕士,后续会去塞浦路斯研究所攻读欧盟玛丽居里项目的博士学位(与荷兰代尔夫特理工大学联合培养,高性能计算方向);往届成员毕业去往意大利特伦托大学、新加坡国立大学、沙特阿卜杜拉国王科技大学、香港城市大学、中国科学技术大学等优秀高校继续深造。往届成员得到去华为诺亚方舟实验室、腾讯等公司就业的机会。
(三)举办大赛有力推动了南科大高性能计算人才的培养、国际交流合作,提升南科大社会声誉和国际影响力。
大赛邀请了包括南科大薛其坤校长,中国工程院王恩东院士,美国工程院Jack Dongara院士以及超算界的诺贝尔--戈登贝尔奖获得者张林峰博士等20多位重要嘉宾担任大赛评委或参加闭幕颁奖环节。吸引了包括CCTV1--新闻联播、新华社、中国新闻社、学习强国、人民网等30多家国内外重要新闻媒体对本次大赛进行了报道。
图9. CCTV1新闻联播报道
图10. 图灵奖得主Dongarra院士视频致辞
图11. 王恩东院士致辞
四、项目创新点
首创了将平台建设和人才培养相结合,依托计算平台培养计算人才的新模式。思考和探索如何基于现有的平台系统和工程师团队资源,发挥南科大超算平台在创新实践育人方面的优势。创新实践育人,培养高性能计算人才,为国家高性能计算发展补齐人才短缺的短板。