4月15日至19日,備受矚目的第十屆華為ICT大賽中國(guó)總決賽挑戰(zhàn)賽在華中科技大學(xué)隆重舉行。
經(jīng)過此前預(yù)賽的激烈角逐,來自北京航空航天大學(xué)、北京師范大學(xué)、北京郵電大學(xué)、東南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)、華中科技大學(xué)、蘭州大學(xué)、青海大學(xué)、上海交通大學(xué)、山西大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、鄭州大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)(按拼音首字母排序)的16支超算戰(zhàn)隊(duì)殺出重圍,齊聚武漢光谷,參加了這次的總決賽。
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參賽戰(zhàn)隊(duì)
小棗君很榮幸受邀參加了本次總決賽,現(xiàn)場(chǎng)觀摩了各支隊(duì)伍的精彩表現(xiàn)。這些年輕參賽隊(duì)員所展現(xiàn)出的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、扎實(shí)工程實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,給我留下了非常深刻的印象。
正所謂“長(zhǎng)江后浪推前浪”。這些朝氣蓬勃的“后浪”們,為我們貢獻(xiàn)了一場(chǎng)精彩紛呈的頂級(jí)算力科技盛宴!
█ 華為ICT大賽挑戰(zhàn)賽,是一個(gè)什么樣的比賽?
我們先簡(jiǎn)單說說華為ICT大賽挑戰(zhàn)賽的基本情況。
華為ICT大賽是華為公司主辦的一個(gè)ICT(IT+通信)領(lǐng)域公益賽事。大賽以“聯(lián)接、榮耀、未來”為主題,以“I. C. The Future”為口號(hào),主要面向全球高等院校師生。
大賽的舉辦目的,是為了促進(jìn)高校ICT人才培養(yǎng)、成長(zhǎng)和就業(yè)。通過打造一個(gè)國(guó)際化的技術(shù)競(jìng)技和交流平臺(tái),幫助大學(xué)生們有效提升理論知識(shí)水平和實(shí)踐動(dòng)手能力,尤其是ICT前沿科技的運(yùn)用能力。
自2015年創(chuàng)辦以來,這個(gè)大賽已連續(xù)舉辦十年,今年正好是第十屆。
根據(jù)官方的數(shù)據(jù),本屆大賽共吸引了全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2000多所院校、22萬余名高校師生報(bào)名參與,其中中國(guó)賽區(qū)報(bào)名人數(shù)突破16萬,創(chuàng)歷史新高。
毫無疑問,這項(xiàng)賽事已經(jīng)成為全球規(guī)模最大、影響力最廣的大學(xué)生ICT賽事之一。
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大賽發(fā)展至今,逐步形成了實(shí)踐賽、創(chuàng)新賽、編程賽、挑戰(zhàn)賽、教學(xué)賽、精英賽六大賽道。
今天我們介紹的挑戰(zhàn)賽,是最具技術(shù)深度與實(shí)戰(zhàn)強(qiáng)度的賽道之一,去年首次舉辦,今年是第二屆。本屆挑戰(zhàn)賽聚焦“超智融合(超算+智算)”主題,全面采用國(guó)產(chǎn)算力平臺(tái)(鯤鵬+昇騰),重點(diǎn)考察參賽隊(duì)伍在系統(tǒng)優(yōu)化、算法調(diào)優(yōu)的綜合能力。
挑戰(zhàn)賽的目的和意義非常明確:
一方面,是為在校大學(xué)生提供一次難得的實(shí)踐與學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),能夠深入接觸到國(guó)產(chǎn)算力平臺(tái),熟悉其技術(shù)架構(gòu)、編程模型和開發(fā)環(huán)境,鍛煉他們的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力,為未來的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
另一方面,是加速國(guó)產(chǎn)算力平臺(tái)的普及,為國(guó)產(chǎn)算力生態(tài)的自主可控與可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行人才儲(chǔ)備。同時(shí),也可以提升國(guó)產(chǎn)算力在高校師生群體中的認(rèn)知度和認(rèn)可度。
再有,就是深入助力產(chǎn)教融合,通過“以賽促練、以賽促用”,推動(dòng)高校進(jìn)一步探索算力人才培養(yǎng)體系和機(jī)制。比賽提供了一個(gè)展示教學(xué)成果和科研實(shí)力的平臺(tái),還能促進(jìn)學(xué)校和企業(yè)、學(xué)校與學(xué)校之間的交流與合作。
超智融合是目前行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。而國(guó)產(chǎn)算力平臺(tái)的崛起,也是時(shí)代大背景。華為ICT大賽,很好地將技術(shù)趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)需求與人才培養(yǎng)相結(jié)合,真正做到了一舉多得、多方受益。
█ 華為ICT大賽挑戰(zhàn)賽,到底比些什么?
接下來,我們重點(diǎn)看看這次挑戰(zhàn)賽總決賽的賽題。
第十屆華為ICT大賽挑戰(zhàn)賽立足產(chǎn)業(yè)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景,圍繞人工智能與高性能計(jì)算深度融合設(shè)計(jì)賽題,涵蓋超算基準(zhǔn)性能優(yōu)化、并行計(jì)算調(diào)優(yōu)、AI算子實(shí)現(xiàn)與加速、大模型推理效率提升等方向,要求參賽隊(duì)伍在昇騰、鯤鵬平臺(tái)上對(duì)真實(shí)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)分析與工程級(jí)優(yōu)化。
本次總決賽一共設(shè)置了5道賽題,具體如下:
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賽題1和2是積分賽,賽題3和4是晉級(jí)賽。壓軸的賽題5,決定最后的名次。
這些賽題有的是基于鯤鵬CPU進(jìn)行優(yōu)化,也有的是基于昇騰NPU進(jìn)行優(yōu)化。賽題既涵蓋了超算性能評(píng)估、算子優(yōu)化等基礎(chǔ)領(lǐng)域,又涉及大語言模型推理加速、新型大模型架構(gòu)開發(fā)等前沿技術(shù)方向,對(duì)參賽隊(duì)伍提出了全方位的考驗(yàn)。
我們先看第1題——FFT性能優(yōu)化。
FFT,就是快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform),是信號(hào)處理、科學(xué)計(jì)算與AI訓(xùn)練中廣泛使用的底層核心算法,其性能直接關(guān)系到圖像識(shí)別、氣象模擬、基因測(cè)序等關(guān)鍵應(yīng)用的響應(yīng)效率與能耗表現(xiàn)。
參賽隊(duì)伍需基于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算庫(kù),在鯤鵬高性能處理器上,針對(duì)不同規(guī)模的FFT任務(wù),完成從算法選擇、內(nèi)存訪問優(yōu)化到多線程負(fù)載均衡的全棧調(diào)優(yōu)。目標(biāo)是在保證精度的前提下,進(jìn)一步壓縮計(jì)算時(shí)間。
這道題不僅考驗(yàn)選手對(duì)FFT數(shù)學(xué)原理的掌握,更檢驗(yàn)其對(duì)鯤鵬CPU特性的理解,以及底層性能挖掘的工程直覺。想要獲得更好的優(yōu)化效果,他們還需要掌握各種計(jì)算庫(kù)、HPCKit等工具的使用和優(yōu)化。
選手們要真正“鉆進(jìn)芯片里”,吃透鯤鵬CPU的架構(gòu),在多種要素之間尋找最優(yōu)解,把理論模型轉(zhuǎn)化為可部署、可復(fù)現(xiàn)、可量化的工程成果。
第2題,CANN算子優(yōu)化。
CANN,全稱是Compute Architecture for Neural Networks,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)。這是華為針對(duì)AI場(chǎng)景推出的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu),也是面向昇騰AI處理器的全棧軟件棧核心。
在昇騰AI全棧解決方案中,CANN發(fā)揮著承上啟下的作用。它的算子優(yōu)化能力對(duì)于在昇騰NPU上進(jìn)行AI模型性能優(yōu)化非常關(guān)鍵。
參賽選手需要基于CANN算子,在昇騰處理器上進(jìn)行算子性能的優(yōu)化。這意味著,他們必須深入理解昇騰NPU的指令集架構(gòu)與內(nèi)存層次,掌握算子結(jié)構(gòu),才能充分優(yōu)化其性能。
值得一提的是,華為在2025年8月正式宣布CANN全面開源。通過代碼開放、技術(shù)賦能和社區(qū)運(yùn)營(yíng),已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)能夠與主流生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)的、充滿活力的昇騰AI生態(tài)系統(tǒng)。
這也是本次挑戰(zhàn)賽能夠舉辦的重要前提,參賽選手可以從社區(qū)生態(tài)中獲得豐富的技術(shù)文檔、開源工具鏈與實(shí)戰(zhàn)案例,以此來完成賽題。
第3題,推理模型性能優(yōu)化。
大模型計(jì)算任務(wù)主要包括訓(xùn)練和推理。過去,大家關(guān)注的是訓(xùn)練效率。近年來,隨著AI應(yīng)用落地的加速,推理效率正成為決定AI商業(yè)價(jià)值的關(guān)鍵標(biāo)尺。
本次賽題,圍繞的是Diffusion LLM單卡推理優(yōu)化,由xLLM團(tuán)隊(duì)為本次挑戰(zhàn)賽精心設(shè)計(jì)。賽題要求參賽隊(duì)基于xLLM,對(duì)LLaDA-MoE-7B-A1B-Instruct進(jìn)行開發(fā)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)在昇騰NPU單卡上的高效推理。
Diffusion LLM(dLLM)是近年來興起的新型大模型架構(gòu),通過擴(kuò)散過程生成文本,與傳統(tǒng)自回歸模型有顯著差異。xLLM是一款高效的開源大語言模型推理引擎,基于國(guó)產(chǎn)算力進(jìn)行了深度優(yōu)化,支持眾多知名大模型,可實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)部署,兼具更高效率與更低成本。
賽題具有一定的技術(shù)難度,要求參賽隊(duì)伍不僅要熟悉昇騰NPU的硬件特性,還需深入理解Diffusion LLM的獨(dú)特架構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制。xLLM推理引擎的分離架構(gòu)設(shè)計(jì),為參賽隊(duì)伍提供了靈活的優(yōu)化空間,尤其是在服務(wù)層與引擎層的協(xié)同優(yōu)化上,如何平衡資源調(diào)度、提升并行計(jì)算效率、減少內(nèi)存占用,將成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
第4題,算子遷移優(yōu)化。
算子遷移,就是將海外英偉達(dá)CUDA生態(tài)下的算子高效遷移至國(guó)產(chǎn)昇騰平臺(tái),將CUDA算子精準(zhǔn)映射為昇騰CANN算子,并完成性能調(diào)優(yōu)。
該賽題直面國(guó)產(chǎn)AI芯片規(guī)模化落地中的“最后一公里”難題——生態(tài)兼容性。想要讓更多的人使用國(guó)產(chǎn)算力,就必須實(shí)現(xiàn)算子的高效遷移,降低算力環(huán)境切換的技術(shù)門檻和時(shí)間成本。
對(duì)于參賽選手來說,需在保持功能一致性的前提下,完成不同生態(tài)下算子的重構(gòu)與深度調(diào)優(yōu),涵蓋了多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這是這不僅涉及指令集轉(zhuǎn)換與內(nèi)存訪問模式重構(gòu),更要求選手深入理解兩種架構(gòu)在計(jì)算單元調(diào)度、數(shù)據(jù)搬運(yùn)帶寬及張量加速邏輯上的本質(zhì)差異。
賽題也非常具有實(shí)用性。既考驗(yàn)選手對(duì)異構(gòu)計(jì)算底層原理的掌握,也檢驗(yàn)其在真實(shí)產(chǎn)業(yè)遷移場(chǎng)景中系統(tǒng)性解決問題的能力。
第5題,模型遷移優(yōu)化。
作為最后的壓軸題,也是決定比賽名次的關(guān)鍵題,模型遷移優(yōu)化,具有更高的難度。
賽題要求參賽隊(duì)伍將基于英偉達(dá)GPU訓(xùn)練完成的完整大模型,在不損失精度與推理質(zhì)量的前提下,全流程遷移至?xí)N騰AI平臺(tái),并實(shí)現(xiàn)端到端性能躍升。這不僅是模型權(quán)重的簡(jiǎn)單搬運(yùn),更是一場(chǎng)涵蓋訓(xùn)練框架適配、算子替換、量化壓縮與推理引擎集成的全棧式工程攻堅(jiān)。
選手們需深入理解平臺(tái),靈活運(yùn)用各種工具,直面混合精度對(duì)齊、動(dòng)態(tài)shape支持、KV Cache內(nèi)存管理等硬核挑戰(zhàn),在昇騰CANN工具鏈與MindSpore框架協(xié)同下,完成復(fù)雜的遷移和優(yōu)化任務(wù)。
最終模型性能的比拼結(jié)果,將決定冠軍的歸屬。這是16支參賽隊(duì)伍技術(shù)能力的終極較量,可以說是關(guān)鍵決勝局。
以上,就是5道賽題的具體內(nèi)容。
賽題的難題由淺入深,共同構(gòu)成了一套層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的能力驗(yàn)證體系。參賽隊(duì)伍想要順利完成比賽,必須具備三方面的能力:
一、全棧貫通能力,掌握異構(gòu)計(jì)算思維,熟悉從底層芯片架構(gòu)到上層AI框架的完整技術(shù)棧。能深刻理解算法在底層硬件上的運(yùn)行機(jī)制,而不是只會(huì)調(diào)用高級(jí)API。
二、軟硬協(xié)同優(yōu)化能力,具備模型遷移、算子開發(fā)、性能調(diào)優(yōu)等硬核實(shí)戰(zhàn)技能。
三、架構(gòu)創(chuàng)新與系統(tǒng)思維,理解多核異構(gòu)、存算一體等新型架構(gòu)思想,并能從系統(tǒng)層面思考“算力-算法-數(shù)據(jù)”的整體協(xié)同。
除了個(gè)人專業(yè)能力之外,比賽還非常考驗(yàn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的分工和協(xié)作。5道賽題,需要在兩天之內(nèi)完成,必須充分發(fā)揮各個(gè)隊(duì)員的專長(zhǎng)與互補(bǔ)優(yōu)勢(shì),僅靠單打獨(dú)斗肯定行不通。
在與參賽隊(duì)員的交流中,小棗君發(fā)現(xiàn),16支隊(duì)伍的隊(duì)員中,既有經(jīng)驗(yàn)豐富的研究生,也有初出茅廬的二年級(jí)本科生。甚至還有隊(duì)員,接觸HPC高性能計(jì)算不到一年。
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這些年輕人展現(xiàn)出了對(duì)國(guó)產(chǎn)算力生態(tài)的深刻認(rèn)同與澎湃熱情。他們具有強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力和刻苦鉆研的精神,還有對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)的極致追求。
很多參賽選手都表示,能不能拿到名次并不是最重要的,真正讓他們感到興奮的,是親手把一行行代碼跑在國(guó)產(chǎn)芯片上時(shí)的那種成就感,是解決問題靈光乍現(xiàn)的雀躍,是隊(duì)員間激烈討論時(shí)思維碰撞的火花,是調(diào)試成功那一刻不約而同的擊掌歡呼。
這種純粹的技術(shù)熱忱,令我們這些觀賽者都感到興奮,對(duì)國(guó)產(chǎn)算力生態(tài)的未來更加充滿信心。
█ 結(jié)語
最終,經(jīng)過激烈的角逐,北京郵電大學(xué)的BUPTParCIS隊(duì)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的鴻雁隊(duì)、浙江大學(xué)的ZJU華華公子隊(duì)獲得了比賽的一等獎(jiǎng)。
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頒獎(jiǎng)合影
以“超智融合”為名,這場(chǎng)賽事早已超越勝負(fù)本身。比賽所營(yíng)造的濃厚競(jìng)技氛圍和創(chuàng)新環(huán)境,將激發(fā)更多高校學(xué)子投身于算力領(lǐng)域的研究與創(chuàng)新。而學(xué)子們?cè)诒荣愔惺斋@的知識(shí)、技能和靈感,也將為國(guó)產(chǎn)算力的發(fā)展帶來新的思路和突破。
比賽雖然已經(jīng)圓滿結(jié)束,但是,它對(duì)國(guó)產(chǎn)算力生態(tài)的深遠(yuǎn)影響才剛剛開始。中國(guó)算力領(lǐng)域的自主創(chuàng)新與發(fā)展,正以青年工程師們指尖躍動(dòng)的代碼為起點(diǎn),加速奔向更美好的未來!
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