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蝉联全球第一、打破世界纪录!这个平均24岁的团队怎么做到的?

根据刚刚发布的Graph 500最新排名,我们团队的图计算系统再次在单源最短路径(SSSP)评测中排名全球第一,并以单机性能超过所有分布式系统。祝贺实验室的小伙伴们!”得知结果后,…

根据刚刚发布的Graph 500最新排名,我们团队的图计算系统再次在单源最短路径(SSSP)评测中排名全球第一,并以单机性能超过所有分布式系统。祝贺实验室的小伙伴们!”得知结果后,作为团队带头人,华中科技大学计算机科学与技术学院教授金海第一时间在微信群中转发了这个好消息。

当天恰逢六一儿童节,看到成绩的那一刻,学生们高兴得像回到了童年,“第一,我们守住了第一”。

不久前,国际高性能计算大会上揭晓了第24届Graph 500排名,华中科技大学计算机科学与技术学院图计算团队研发的图计算机DepGraph Supernode性能超过日本“富岳”等超级计算机,他们不仅蝉联了冠军,还打破了世界纪录。

高性能图计算被誉为下一个科技前沿,可谁能想到,代表华中科大拿下这个前沿排名的是几名平均年龄仅24岁的研究生。

人才培养要“急国家之所急”

图计算听着陌生,但生活中却离不开它的应用。

甲刚买了一件商品,如何将广告推送给有同样兴趣的乙?某地突然有大量用电需求,如何提前供电不致电荒?使用打车软件,从一个地方导航到另一个地方,怎样寻找最短的路径?……

要解决这些问题都会运用到图计算技术。此外,该技术还广泛应用于金融科技、互联网应用、药物筛选、育种筛选等民用及军事领域。

2009年,谷歌最先提出了图计算的概念。此后,美国、日本等国家相继投入重金开展相关研究。而中国后来居上,反超美国、领先世界。一个重要的佐证就是华中科大连续刷新世界纪录,国内图计算强校的研究成果接连登上国际顶级学术会议。

蝉联全球第一的背后有什么奥秘?“‘第一’的背后是学校一开始就决定以人才培养为首要目标。”金海说。

在这个团队里,如何培养优秀的学生,急国家之所急、敢于啃硬骨头,是金海必须思量的。他并不支持“from paper to paper”(从论文到论文)的研究。开题时,如果有学生做了这样的研究,往往会发现金老师“面无表情”。相反,真题真做,会得到他的真心赞赏。

“问题一定要来自于产业界,要做就做‘想国家之所想、急国家之所急、应国家之所需’的研究,引领国际前沿、解决‘卡脖子’问题,因为只有从底层原理创新、反超现有技术才不会受制于人。”金海对此很笃定。

2018年,华中科大牵头的“面向图计算的通用计算机技术与系统”项目被列入国家重点研发计划。该校还与华为公司、之江实验室分别成立了联合实验室,与腾讯、阿里等国内顶尖企业合作。

“硕士生、博士生阶段就能接触到国家重点研发计划的课题,一下子打开了我们的眼界,让我们在科研起步阶段就能够和产业界融合,研发出有用的成果。”华中科大计算机科学与技术学院博士生赵进说。

图计算团队指导老师、华中科大计算机科学与技术学院副教授张宇告诉《中国科学报》,和之前的学生相比,现在的学生和产业界接触的机会更多了。“从前,学生偶尔会有‘成果是否符合实际生产需要’的疑惑,但现在他们既能把文章发在国际顶级的会议,又能将做出的成果应用到企业中。”

营造培育创新人才的文化氛围

说到育人,金海有“三招”。第一招是鼓励学生解决真实问题;第二招是给学生一个宽松、自由发挥的环境;第三招重在营造良好的团队文化。“三招”听起来平平无奇,但真正用好却“威力无比”。

“我们的研究内容是可以自己寻找的,导师不会要求学生必须要怎么做,而是支持我们做自己感兴趣的方向,这样做起事来就会很带劲儿。”赵进说,他自己就“自主开发”了一个“面向并发图计算的软硬协同优化技术”方向,张宇帮助他联系了国外同行,还鼓励他“做一件事不要半途而废,要坚持下去”。

与企业合作后,赵进接触到了工程管理思维,“最大的不同在于,以企业的管理方式来把控项目进度”。在与华为的合作中,他们每两周就要汇报一次项目进度,“有点类似公司里的晨报、周报,更能督促学生做好时间管理”。每隔半年左右,华为会对他们的代码进行验收、测试。“我们要解释代码是怎样写的,这又锻炼了表达、沟通能力。”赵进说。

“在大学里面,团队的文化建设和激励也是教育的重要部分。”金海说。实验室办了一份内部交流的期刊——《并行与分布式计算通讯》,虽然一年只出4期,但每期的封面人物都是在顶级学术会议上发文章的学生。

“每当同学们在顶级学术会议或期刊上发表文章,金老师都会在钉钉群里发布并祝贺。”不久前,赵进也收到了金海的祝贺信息,简短的几行字,却让他无比自豪。

实验室还有自己的微信公众号——“穿过丛林”。它会发布实验室成员在顶级学术会议、期刊上发表的文章,并用通俗的语言向大众进行科普。最新一期的推文推荐的正是赵进、张宇《IEEE TKDE22:基于GPU的动态图处理系统》的研究成果。

“厚基础”让未来有更多可能性

沈千格是今年刚加入图计算团队的研一学生。她本科就读于华中科大计算机科学与技术学院,此前并没有参加过如此规格的比赛。“出道即巅峰”的感觉一度让她觉得“很梦幻”。“看到结果的那一天,我们几个研一的小伙伴难以置信,纷纷放下了手中正在干的事情,把结果看了一遍又一遍。”

拿世界大赛给研一学生“训练”,学校如此做,有何底气?

华中科大计算机科学与技术学院院长冯丹表示,在本科阶段,计算机学院就特别注重系统能力培养,学生要经历从“设计一个CPU、一个操作系统、一个编译器、一个数据库”,到第七学期为期一个月的系统能力综合实践训练。现在学院的人才培养体系还全面融入了国产IT生态,引入华为鲲鹏、昇腾、鸿蒙以及达梦数据库等国产IT生态根技术进教材、进课堂、进实验,实现从系统能力培养到IT生态全栈系统能力培养的升级。“学生在本科阶段就全面接触并学习使用国产IT生态根技术,因此也打下了扎实的专业基础。”

“千万不要小觑学生的实力。因为他们是这样‘炼成’的。” 张宇表示,这样培养出来的学生虽然刚来时并不知道什么是图计算,但接触了前沿知识后上手很快。

正是得益于平时打下的基础,去年图计算团队还一举拿下了第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛的全国金奖。令人意想不到的是,这还是在他们写代码时遭遇坎坷的情况下,用一周多时间备赛的结果。

“不能这样计算备赛时间,因为我们一直在做高强度的现实项目,其间打下的基础其实也算是‘备赛’。”赵进笑着说。

“对计算机学科来说,‘厚基础’很重要。因为其知识更新速度非常快。但是,万变不离其宗,把核心课的基础夯实了,学什么都容易上手。”采访结束前,金海如是说。

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作者: 395045033

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