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“鲲鹏”绘“云图”产学融合新探索

作者:涛哥说事

云计算,下一代IT基础设施;图计算,一种完全描绘,计算和分析客观世界中任何事物与事物之间关系的技术。

"云是世界,是未来",在数字智能时代,以云化为基础,以地图为用,两者相辅相成。这大概也是华中科技大学云图团队以"云图"为团队名称,参加第七届中国国际"互联网+"大学生创新创业大赛的深刻意义。

“鲲鹏”绘“云图”产学融合新探索

舞台上一分钟,舞台上十年

第七届中国国际"互联网+"大学生创新创业大赛近日在江西省南昌落下帷幕,今年新的产业命题赛道成为焦点,最后,华中科技大学的云图团队和华南理工大学城市联合志图团队,从最后的50支队伍中脱颖而出, 获得赛道金牌。

当华中科技大学队长云图团队——华中科技大学服务计算技术与系统教育部重点实验室2017级赵进博士及其团队的兄弟们站在领奖台上,参加比赛以来多少个不眠之夜,宿舍、食堂、实验室三分线单调的生活, 从学校比赛到省级比赛再到全国比赛一路奋斗,此时都做出了一个上升的嘴角,一个微笑。所有的努力和努力都是值得的!

合作伙伴模仿现场采访的场景,让赵进发表获奖感言,他微微一笑,说出全队的声音:"参加这次比赛的经历我永远不会忘记。在博士生的早期阶段,我的主要精力是专注于科研,利用这次竞争,可以将我们的研究内容与企业多年来的需求结合起来,有效解决实际业务问题,让我们觉得以前的科研工作很有意义。"

“鲲鹏”绘“云图”产学融合新探索

华中科技大学云图团队代表

从最初的学校比赛到省级比赛,再到最后的全国比赛,云兔队从打磨参赛作品的内容,制作PPT,参加路演,防守,整个团队投入了大量的时间和精力。难怪赵进会觉得:"一分钟在舞台上,十年在舞台下。"

云地图团队的另一位骨干,2020年负责系统软件研究的博士生,也有同样的感觉:"参与的整个感觉是时间紧迫的,繁重的任务。团队成员的凝聚力,学校老师的关心和帮助,华为技术专家的支持,给了我们巨大的能量,让我们一起工作。特别是我们的导师张宇副教授,一切都是亲力亲为,每一次磨练会,每一次路演彩排都是亲自来临,带领团队不断打磨和优化项目。而出现的任何问题,都是他带领我们在第一时间就找到了解决的方法,然后不断的修改,完善的。特别感谢对张宇先生辛勤工作的指导!虽然路演的最后10分钟演讲是由他的兄弟赵进发表的,但他身后有我们整个团队的支持,努力和奉献精神。"

"我们能够赢得最终的金牌,这是对团队最好的奖励。他说这话的时候,余晖的语气充满了自信、自豪和感激。

浓密的头发 这个金奖真的很有名

你一定在想,云图战队获得的这枚金牌的含金量是多少?中国国际"互联网+"大学生创新创业大赛是一项全球性竞赛,今年是第七届,来自国内外121个国家和地区的队伍4347所,申请总人数达到956万人。云图战队最终斩获金牌,真的可以说是通过五级斩断六将。

再看看云图团队的这项工作,依托华为"BoostKit大数据Spark图算法优化"命题选择的底层技术,实现全球首个高性能图计算系统的并发地图分析任务,通过高效利用Lupeng处理器的核心架构和硬件加速单元,适应欧洲开源操作系统, 传统图形计算性能实现了多级提升。

该团队由赵进领导,由博士生、硕士生和本科生五人组成。我们分工合作,赵进主要负责整个项目的技术和框架设计,有的负责软件开发,有的负责工程开发,有的负责PPT的生产和优化。虽然这是一个临时团队,以前参加过类似比赛的经验很少,但并不影响团队成员之间的默契,反而更能激发他们的热情和才华。根据赵进的说法,虽然团队成员尽了自己的一份力量,但每个人都有一个共同点,那就是他们一直从事与图形计算相关的研究,其中最长的是10年。在导师张宇副教授的带领下,团队在图计算领域取得了多项关键技术突破,开发了全球首个并发图分析任务系统,以及全球首个基于多核处理器的异步地图计算加速器,研究水平已达到国际领先水平。

华中科技大学在图计算方面的研究有多强?中国中央理工大学的图形计算团队在今年8月举行的2021图形计算挑战赛上赢得了世界冠军,这是图形计算领域最具影响力的国际赛事之一。这是中国首次在这项赛事中夺冠。真棒!这样,云图团队就能凭借其图形计算工作赢得大赛的金牌,是最好的传承,也是所有人的希望。

"看到赛车行业赛道的这一命题,第一感觉非常符合我们早期的研究工作,当时有一种将图计算的基础研究工作与企业的实际需求相结合的热切冲动。从赵进的语气中可以感受到这种迫切的愿望,"以前,我们也曾与一些企业合作并取得成果落地,但这次基于华为的平台是第一次,也想挑战自己。"

“鲲鹏”绘“云图”产学融合新探索

作为团队的一员,即将读研究生二年级的杨伟印象深刻:"通过这次比赛,我深深感受到产学两者的明显差异。我们的校长曾经说过,'不仅在顶级期刊上,而且在我们祖国的土地上'。通过这次比赛,我对"在祖国土地上发表论文"有了更深刻的理解和体验。我们研究的目的是促进新技术的产业化。华为的主张得益于科学知识与行业实践的高度融合。"

今年的新产业巡回展旨在促进高校的知识、技术和项目资源与经济和社会发展的需要紧密相连。华为深度参与行业命题循环,共提供32个创新命题,吸引了来自337所高校的1,205个团队和近10,000名学生。另一支金牌城市联动智能地图团队,依托华为意腾AI技术能力,选择"使用MindSpore设计训练图像风格迁移模型"的主张,创新性地提出了高性能的图像风格迁移算法,并给出了逼真的落地应用场景。

无论是以前专心致志的研究,还是现在通过竞争,云图团队的初衷都没有改变,那就是做一个世界领先的图形计算系统,延伸到中国企业用户,落地在一些实际的制作场景中。在BoostKit相关技术的支持下,在华为的专业指导下,云图团队从技术理论到应用实践迈出了实质性的一步。

没有翻页,华为的支持是一种功劳

对于图计算、大规模并发处理等技术研究,赵进极为自信,他的团队的研究成果属于国际先导,发表了多篇顶级论文。但在获得称号后,对于图计算系统与伊鹏、欧拉等软硬件平台进行适应,尤其是运行在华为鲁鹏这样的核处理器上,其实他也没有心底。

图计算现在是一项应用非常广泛的技术,是大数据处理的主流模式,已被应用于教育、医疗、军事、金融等诸多领域。在现实中,很多数据可以表示为一个结构图,如社交网络地图、道路交通地图、飞行地图、电网地图等。"boostKit大数据Spark图算法的优化"问题的核心是如何在最小化处理时间的同时进一步提高图算法的准确性。

"基于亿鹏平台,现有业界的开源算法,准确率只有75%,处理时间为600秒。华为希望当算法精度提高到90%时,能够将处理时间限制在90秒以内。"当我们第一次在华为平台上进行测试时,我们发现当准确率为90%时,基于通用开源算法执行需要30,000秒。但是,经过我们的优化,基于云地图的系统算法,当精度达到90%时,仅用了13秒,效率提高了2300倍以上。"

对于云映射团队来说,如何在平台之上全面开发核心处理器的性能和效率,这是要跨越的第一个门槛。为了有效地充当众核处理器,云图团队提出了一条新的技术路线,即以解耦的方式解耦图数据,使内核不相互依赖。在这一原则下,他们对架构进行了"大操作",让Lupeng处理器的算力得以完全释放,为后续的图计算系统调优奠定了坚实的基础。

赵进还提到了一个细节,为了进一步提高图算法的精度,满足命题要求,需要处理15万BFS并发量,而在此之前,云图团队从未遇到过如此巨大的并行处理问题。如何让15万个图计算任务部署在华为提供的三台机器上,高效运行?云地图团队进行了特殊优化。效率提高了2,300倍,不言而喻。

BoostKit Enable Suite 可帮助 Lupeng 开发人员和 ISV 合作伙伴针对八种典型应用场景(大数据、分布式存储、数据库、虚拟化、ARM 原生、Web/CDN、NFV 和 HPC)加速应用性能。"BoostKit是亿鹏技术能力的重要体现,它确实在完成工作中发挥了重要的加速作用。基于此,我们还开发了地图计算系统,云地图系统,它更适合Lupeng架构,大大提高了图计算系统的性能。这对于将迁移应用于不同的通用图形体系结构至关重要。"赵进说。

"在整个比赛过程中,我们一直受到华为专家的精心指导。例如,当我们第一次收到问题时,我们无法说出该主题所涉及的数据集,准确性和评估标准;这时,华为专家不仅耐心地回答和指导我们,还专门组织了一次在线会议,一一呈现给我们。我们非常感谢华为的支持,并对此感到感动。"余晖说。

生产和学习互动齐头并进

对于云地图团队来说,参与的全过程,从技术角度来看,并没有翻倒过去的磕磕碰碰,但项目的商业化却是"路障"。由于云映射团队中一直在从事研究的几个人没有创业经验,因此关于如何编写商业计划书,股票分配等概念很少。这时,华为专家也站出来引导,理顺思路。赵进在最后的防守中能够轻松应对,成功突破。

"华为的技术和产品在学术界和工业界都是国际领先的。在与华为宇鹏进行第一次近距离接触后,赵进的总体感觉是"得益于华为Lupeng Crowd核处理器等的支持,我们开发了业界顶级的云测绘系统"。未来,我们将开发更多的软件系统、加速器等,并希望将它们部署到华为平台上。"

云地图团队,就像华为最初的心脏一样,希望为中国的信息技术发展做出贡献。在未来的学习和工作中,更多的技术、应用部署到华为自研软硬件平台,也是云图团队的良好祝愿。

理想已经成为现实。

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