では、クラスター爆弾の犯人は誰なのか?学生の調査結果を細かく分析

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では、クラスター爆弾の犯人は誰なのか?学生の調査結果を細かく分析

HPCブログ今年も大盛況のうちに幕を閉じたSC学生クラスターコンペティション。今年は様々な意味で特別な年でした。まず、10周年を迎えた記念すべき年でした。14チームが参加したSCコンペティションは、当初の5チームから大きく成長し、過去最大規模となりました。SC16は、達成されたパフォーマンス(既存のLINPACK記録の2倍以上)と、学生参加者が設計した多様なクラスター構成の点でも注目に値しました。

LINPACK と HPCG の結果については、すでにこことここで説明しましたので、すぐにアプリケーションについて説明しましょう。

「再現性」アプリケーションは、クラスターコンペティションとしては初めてのものです。このアプリケーションでは、学生が科学論文をテストし、その結果を再現できるかを確認します。

このテストでは、生徒たちはメタゲノミクスの演習として、ParConnectを使って池の藻を分析しています。ご想像のとおり、一般的な藻のサンプルには非常に多くの種類の生物が含まれており、それらの遺伝子をアセンブルするにはかなりの計算量が必要になります。

スコアからもわかるように、この出願は学生チームにとって大きな課題ではありませんでした。上位3チーム(USTC、イリノイ、FAU)はいずれも100%の完璧なスコアを獲得し、ユタは98%で4位となりました。ミュンヘンとテキサスはそれぞれ95%のスコアで続きました。

次にご紹介するアプリケーションは、幅広い分野で使用されている可視化アプリケーション「Paraview」です。特に大規模なデータセットの解析に便利で、スーパーコンピュータではペタスケール規模のデータセットの解析にも使用されています。

この応募では、USTCチームがミュンヘンチームをわずか1点差で上回りました。首位にわずかに遅れをとっているのはイリノイチームとユタチームで、これは新人チームとしては非常に印象的な成績です。中央値と平均値を見るとわかるように、他の10チームのスコアには多少のばらつきがありました。

GROMACSは今年のミステリーアプリケーションで、コンテストの応募セクションが始まる直前に学生たちに公開されました。仕事であれ趣味であれ、タンパク質や脂質の分析を日常的に行っている方なら、GROMACSがこれらのタスクをこなすために設計された最高峰のプログラムの一つであることはご存知でしょう。

この応募の平均点と中央値から判断すると、私たちの生徒たちはこのプログラムにそれほど精通していなかったようです。それでも、シンガポールの学生たち(チーム・ナンヤン)は満点を獲得し、北京の新人パワープッシュチームが85%で続きました。10台のP100アクセラレータを搭載したチームUSTCは、北京に1ポイント差で敗れましたが、USTCは84%で入賞を果たしました。イリノイ州は佳作としてスコアボードに名を連ねました。

各チームにとって最も難しかったのは、断然パスワードクラッキングチャレンジでした。生徒たちはパスワードハッシュを含む一連のデータセットを提示されます。辞書攻撃を解読し、これらのハッシュを真のパスワードに解読することが課題です。

中央値からわかるように、この応募作品では各チームの得点がバラバラでした。また、これはコンテストに応募された作品の中で最低の平均点です。主催者は、この応募作品で生徒たちにまさに変化球を投げつけました。

各チームはパスワードを解読した数で採点され、台湾チーム(NTHU)が最多の数字を記録しました。ユタチームはNTHUの20%以内という結果に終わり、これも新チームとしては素晴らしい成果でした。

しかし、NEU/Auburnチームを見てください。彼らは、郵送中にクラスターを紛失してしまい、ワークステーション数台と真のスーパーコンピュータノード1台で運用することになったのです。彼らは、ハードウェアの性能が劣り、数も少ないにもかかわらず、どういうわけか3位を獲得しました。当社のアプリケーション専門家によると、NEU/Auburnチームは優れた辞書を見つけ出し、それを最大限に活用することでこのスコアを達成したようです。本当に感心しました。

コンテストの最終段階では、HPCの専門家によるインタビューとチームのポスター審査が行われました。各チームは、HPCに関する知識、システムへの理解度、そして最適化をどれだけうまく説明できるかという点に焦点を当てたインタビューを受けました。

ミュンヘンチームは95%のスコアで大勝し、テキサスチームとユタチームは93%で同率でした。FAUチームと北京チームもそれぞれ91%と90%のスコアですぐ後に続きました。

全体的に、チームは面接と応募書類の部分で非常に良い成績を収め、平均スコアと中央値はともに 84/85 パーセントでした。

...そしてチャンピオンは...

チームUSTCは総合得点89%で他の13チームを圧倒しました。彼らは、同一大会で総合優勝賞と最高LINPACK賞の両方を獲得した初のチームであり、驚異的なパフォーマンスでした。

興味深いのは、彼らがアプリケーションカテゴリーのうち2つ(LINPACKとHPCG)のみで優勝したことです。非常に接戦でした。USTCはGROMACSで入賞しましたが、他のアプリケーションでは上位には入りませんでした。彼らの勝利の大きな鍵は、ミスを一切しなかったことだと思います。彼らはParaviewとReproducibilityで優勝するなど、全体的に素晴らしいパフォーマンスを発揮しました。

ユタチームを見てください!どちらも初出場で地元チームでありながら、銀メダルを獲得しました(というか、地元チームなので、そのまま獲得したというよりは、そのままです)。5つの応募のうち4つで上位に入り、さらに基準点でも好成績を収めたことで、2位という成績を収めました。

これはSCの大会では前例のないことです。ホームチームは往々にしてこれほど良い成績を残せないものですが、特に初出場の場合はなおさらです。ユタ大学(ユタ州立大学)の素晴らしいパフォーマンスでした。

ベテランのNTHUは、パスワードクラッキングでの圧倒的なパフォーマンスと、その他のアプリケーション/ベンチマークでの堅実なスコアにより、3位を獲得しました。これは、同チームが複数の大会で獲得した最高位です。台湾の学生のクラスタリングが再び活発化し始めているのかもしれません。

テキサス大学オースティン校とテキサス州立大学の混合チームは、3位にわずか2ポイント差で入賞を果たし、優秀賞を受賞しました。これは、混合チームとしては大会史上最高の成績です。まさに偉業です。

今回の大会は、どのチームも好成績を収めたという点で異例でした。スコアカードにゼロ点がほとんどなく、これは過去の例とは大きく異なっています。学生たちは着実に成長し、ハードウェアも進化し、スコアも上昇しています。学生クラスターの世界は順調に進んでいます。

次の主要な国際大会は4月頃にアジアで開催される予定です。私たちは現地ですべての試合を取材し、可能な限り包括的な概要と結果をお届けします。どうぞお楽しみに。

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