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“鲲鵬”繪“雲圖”産學融合新探索

作者:濤哥說事

雲計算,下一代IT基礎設施;圖計算,一種完全描繪,計算和分析客觀世界中任何事物與事物之間關系的技術。

"雲是世界,是未來",在數字智能時代,以雲化為基礎,以地圖為用,兩者相輔相成。這大概也是華中科技大學雲圖團隊以"雲圖"為團隊名稱,參加第七屆中國國際"網際網路+"大學生創新創業大賽的深刻意義。

“鲲鵬”繪“雲圖”産學融合新探索

舞台上一分鐘,舞台上十年

第七屆中國國際"網際網路+"大學生創新創業大賽近日在江西省南昌落下帷幕,今年新的産業命題賽道成為焦點,最後,華中科技大學的雲圖團隊和華南理工大學城市聯合志圖團隊,從最後的50支隊伍中脫穎而出, 獲得賽道金牌。

當華中科技大學隊長雲圖團隊——華中科技大學服務計算技術與系統教育部重點實驗室2017級趙進博士及其團隊的兄弟們站在領獎台上,參加比賽以來多少個不眠之夜,宿舍、食堂、實驗室三分線單調的生活, 從學校比賽到省級比賽再到全國比賽一路奮鬥,此時都做出了一個上升的嘴角,一個微笑。所有的努力和努力都是值得的!

合作夥伴模仿現場采訪的場景,讓趙進發表獲獎感言,他微微一笑,說出全隊的聲音:"參加這次比賽的經曆我永遠不會忘記。在博士生的早期階段,我的主要精力是專注于科研,利用這次競争,可以将我們的研究内容與企業多年來的需求結合起來,有效解決實際業務問題,讓我們覺得以前的科研工作很有意義。"

“鲲鵬”繪“雲圖”産學融合新探索

華中科技大學雲圖團隊代表

從最初的學校比賽到省級比賽,再到最後的全國比賽,雲兔隊從打磨參賽作品的内容,制作PPT,參加路演,防守,整個團隊投入了大量的時間和精力。難怪趙進會覺得:"一分鐘在舞台上,十年在舞台下。"

雲地圖團隊的另一位骨幹,2020年負責系統軟體研究的博士生,也有同樣的感覺:"參與的整個感覺是時間緊迫的,繁重的任務。團隊成員的凝聚力,學校老師的關心和幫助,華為技術專家的支援,給了我們巨大的能量,讓我們一起工作。特别是我們的導師張宇副教授,一切都是親力親為,每一次磨練會,每一次路演彩排都是親自來臨,帶領團隊不斷打磨和優化項目。而出現的任何問題,都是他帶領我們在第一時間就找到了解決的方法,然後不斷的修改,完善的。特别感謝對張宇先生辛勤工作的指導!雖然路演的最後10分鐘演講是由他的兄弟趙進發表的,但他身後有我們整個團隊的支援,努力和奉獻精神。"

"我們能夠赢得最終的金牌,這是對團隊最好的獎勵。他說這話的時候,餘晖的語氣充滿了自信、自豪和感激。

濃密的頭發 這個金獎真的很有名

你一定在想,雲圖戰隊獲得的這枚金牌的含金量是多少?中國國際"網際網路+"大學生創新創業大賽是一項全球性競賽,今年是第七屆,來自國内外121個國家和地區的隊伍4347所,申請總人數達到956萬人。雲圖戰隊最終斬獲金牌,真的可以說是通過五級斬斷六将。

再看看雲圖團隊的這項工作,依托華為"BoostKit大資料Spark圖算法優化"命題選擇的底層技術,實作全球首個高性能圖計算系統的并發地圖分析任務,通過高效利用Lupeng處理器的核心架構和硬體加速單元,适應歐洲開源作業系統, 傳統圖形計算性能實作了多級提升。

該團隊由趙進上司,由博士生、碩士生和大學生五人組成。我們分工合作,趙進主要負責整個項目的技術和架構設計,有的負責軟體開發,有的負責工程開發,有的負責PPT的生産和優化。雖然這是一個臨時團隊,以前參加過類似比賽的經驗很少,但并不影響團隊成員之間的默契,反而更能激發他們的熱情和才華。根據趙進的說法,雖然團隊成員盡了自己的一份力量,但每個人都有一個共同點,那就是他們一直從事與圖形計算相關的研究,其中最長的是10年。在導師張宇副教授的帶領下,團隊在圖計算領域取得了多項關鍵技術突破,開發了全球首個并發圖分析任務系統,以及全球首個基于多核處理器的異步地圖計算加速器,研究水準已達到國際領先水準。

華中科技大學在圖計算方面的研究有多強?中國中央理工大學的圖形計算團隊在今年8月舉行的2021圖形計算挑戰賽上赢得了世界冠軍,這是圖形計算領域最具影響力的國際賽事之一。這是中國首次在這項賽事中奪冠。真棒!這樣,雲圖團隊就能憑借其圖形計算工作赢得大賽的金牌,是最好的傳承,也是所有人的希望。

"看到賽車行業賽道的這一命題,第一感覺非常符合我們早期的研究工作,當時有一種将圖計算的基礎研究工作與企業的實際需求相結合的熱切沖動。從趙進的語氣中可以感受到這種迫切的願望,"以前,我們也曾與一些企業合作并取得成果落地,但這次基于華為的平台是第一次,也想挑戰自己。"

“鲲鵬”繪“雲圖”産學融合新探索

作為團隊的一員,即将讀研究所學生二年級的楊偉印象深刻:"通過這次比賽,我深深感受到産學兩者的明顯差異。我們的校長曾經說過,'不僅在頂級期刊上,而且在我們祖國的土地上'。通過這次比賽,我對"在祖國土地上發表論文"有了更深刻的了解和體驗。我們研究的目的是促進新技術的産業化。華為的主張得益于科學知識與行業實踐的高度融合。"

今年的新産業巡回展旨在促進高校的知識、技術和項目資源與經濟和社會發展的需要緊密相連。華為深度參與行業命題循環,共提供32個創新命題,吸引了來自337所高校的1,205個團隊和近10,000名學生。另一支金牌城市關聯智能地圖團隊,依托華為意騰AI技術能力,選擇"使用MindSpore設計訓練圖像風格遷移模型"的主張,創新性地提出了高性能的圖像風格遷移算法,并給出了逼真的落地應用場景。

無論是以前專心緻志的研究,還是現在通過競争,雲圖團隊的初衷都沒有改變,那就是做一個世界領先的圖形計算系統,延伸到中國企業使用者,落地在一些實際的制作場景中。在BoostKit相關技術的支援下,在華為的專業指導下,雲圖團隊從技術理論到應用實踐邁出了實質性的一步。

沒有翻頁,華為的支援是一種功勞

對于圖計算、大規模并發處理等技術研究,趙進極為自信,他的團隊的研究成果屬于國際先導,發表了多篇頂級論文。但在獲得稱号後,對于圖計算系統與伊鵬、歐拉等軟硬體平台進行适應,尤其是運作在華為魯鵬這樣的核處理器上,其實他也沒有心底。

圖計算現在是一項應用非常廣泛的技術,是大資料處理的主流模式,已被應用于教育、醫療、軍事、金融等諸多領域。在現實中,很多資料可以表示為一個結構圖,如社交網絡地圖、道路交通地圖、飛行地圖、電網地圖等。"boostKit大資料Spark圖算法的優化"問題的核心是如何在最小化處理時間的同時進一步提高圖算法的準确性。

"基于億鵬平台,現有業界的開源算法,準确率隻有75%,處理時間為600秒。華為希望當算法精度提高到90%時,能夠将處理時間限制在90秒以内。"當我們第一次在華為平台上進行測試時,我們發現當準确率為90%時,基于通用開源算法執行需要30,000秒。但是,經過我們的優化,基于雲地圖的系統算法,當精度達到90%時,僅用了13秒,效率提高了2300倍以上。"

對于雲映射團隊來說,如何在平台之上全面開發核心處理器的性能和效率,這是要跨越的第一個門檻。為了有效地充當衆核處理器,雲圖團隊提出了一條新的技術路線,即以解耦的方式解耦圖資料,使核心不互相依賴。在這一原則下,他們對架構進行了"大操作",讓Lupeng處理器的算力得以完全釋放,為後續的圖計算系統調優奠定了堅實的基礎。

趙進還提到了一個細節,為了進一步提高圖算法的精度,滿足命題要求,需要處理15萬BFS并發量,而在此之前,雲圖團隊從未遇到過如此巨大的并行處理問題。如何讓15萬個圖計算任務部署在華為提供的三台機器上,高效運作?雲地圖團隊進行了特殊優化。效率提高了2,300倍,不言而喻。

BoostKit Enable Suite 可幫助 Lupeng 開發人員和 ISV 合作夥伴針對八種典型應用場景(大資料、分布式存儲、資料庫、虛拟化、ARM 原生、Web/CDN、NFV 和 HPC)加速應用性能。"BoostKit是億鵬技術能力的重要展現,它确實在完成工作中發揮了重要的加速作用。基于此,我們還開發了地圖計算系統,雲地圖系統,它更适合Lupeng架構,大大提高了圖計算系統的性能。這對于将遷移應用于不同的通用圖形體系結構至關重要。"趙進說。

"在整個比賽過程中,我們一直受到華為專家的精心指導。例如,當我們第一次收到問題時,我們無法說出該主題所涉及的資料集,準确性和評估标準;這時,華為專家不僅耐心地回答和指導我們,還專門組織了一次線上會議,一一呈現給我們。我們非常感謝華為的支援,并對此感到感動。"餘晖說。

生産和學習互動齊頭并進

對于雲地圖團隊來說,參與的全過程,從技術角度來看,并沒有翻倒過去的磕磕碰碰,但項目的商業化卻是"路障"。由于雲映射團隊中一直在從事研究的幾個人沒有創業經驗,是以關于如何編寫商業計劃書,股票配置設定等概念很少。這時,華為專家也站出來引導,理順思路。趙進在最後的防守中能夠輕松應對,成功突破。

"華為的技術和産品在學術界和工業界都是國際領先的。在與華為宇鵬進行第一次近距離接觸後,趙進的總體感覺是"得益于華為Lupeng Crowd核處理器等的支援,我們開發了業界頂級的雲測繪系統"。未來,我們将開發更多的軟體系統、加速器等,并希望将它們部署到華為平台上。"

雲地圖團隊,就像華為最初的心髒一樣,希望為中國的資訊技術發展做出貢獻。在未來的學習和工作中,更多的技術、應用部署到華為自研軟硬體平台,也是雲圖團隊的良好祝願。

理想已經成為現實。

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