人工智能、物联网、深度学习、人脸识别、无人驾驶……
耳熟能详的词汇背后,隐藏着怎样的技术?
丰富的应用、便捷的生活
身处全民数字化时代的你,是否想过
是什么在支持着我们?

在这一切的背后都离不开大量提供强劲计算能力的服务器以及被日益关注的异构计算。
在 OpenPOWER 服务器系统上实现异构计算,利用 CAPI 接口连接 FPGA,设计硬件加速器,可显著提升系统性能,
打破计算和数据传输的瓶颈,降低机器的购置和运维成本,实现异构计算的各种可能。
回顾 2018 OpenPOWER/CAPI + OpenCAPI 异构计算大赛,
来自 17所高校的 27支代表队伍报名参加比赛!
经过 3个月的实际开发、调试、测试和调优,
成功开发出基于 CAPI/OpenCAPI 的设计原型,实践异构计算。
他们出色的学习及开发能力让我们相信他们可以逐渐成长为科技创新的中坚力量!
而今年,

大赛介绍

2019 OpenPOWER+OpenCAPI 异构计算设计大赛由 OpenPOWER 基金会、OpenCAPI 联盟主办,IBM 中国承办,浪潮商用机器有限公司协办,多家 OpenPOWER 基金会成员支持,旨在鼓励大学和科研机构了解和实践异构计算,利用 OpenPOWER 系统上 FPGA 异构计算的先进技术,开拓视野、积极创新、加速推动科技创新实际应用。

参赛者将有机会与 OpenPOWER 基金会多家会员合作,在先进的 OpenPOWER 系统平台上实践开发,感受专业领域的开发环境和方法学,并获得企业导师一对一技术指导。获奖学生除了获取奖金之外,还有机会成为IBM的实习生以及工作优先录取的机会!

另外 OpenPOWER 基金会也欢迎高校加入成为学术/协会成员(无入会费用,详见:https://openpowerfoundation.org/membership/levels)。

竞赛背景

异构计算(Heterogeneous Computing)是指使用一种以上处理器的系统。这种多核心的系统不仅通过增加处理器内核提升性能,还纳入专门的处理能力,例如 GPU 或 FPGA 来应对特定的任务。
近年来,随着硅芯片逼近物理和经济成本上的极限,摩尔定律已趋近失效。但与之相对的却是,互联网的蓬勃发展、信息量爆炸式增长以及 AI 技术研究和应用普及,都对计算能力的要求变的更高。而异构计算,将关注点不仅局限在 CPU 性能的提升,而是打破 CPU 和外围设备间数据传输的瓶颈,让更多的硬件设备参与计算,如用专用硬件完成密集计算或者外设管理等,从而显著提高系统性能。毫无疑问,异构计算是提高计算力的主流方向。
参加 OpenCAPI 异构计算设计大赛,不仅可以了解当今处理器和系统硬件上最领先的技术,更可以成为把您的聪明才智孵化成某项突破性研究或应用的起点。

竞赛对象

参赛对象为国内任何对大赛有兴趣的大学或研究机构。大赛以学校为单位组织报名,比赛形式为团体赛。具体要求如下:

  • 每支队伍由一名以上学生及一位指导老师组成。指导老师是参赛队所属高校的正式教师,一位老师可以指导多支参赛队
  • 允许一个学校有多只代表队
  • 报名时应具备在校学籍
  • 参赛队员应保证报名信息准确有效

竞赛对象

参赛对象为国内任何对大赛有兴趣的大学或研究机构。大赛以学校为单位组织报名,比赛形式为团体赛。具体要求如下:

  • 每支队伍由一名以上学生及一位指导老师组成。指导老师是参赛队所属高校的正式教师,一位老师可以指导多支参赛队
  • 允许一个学校有多只代表队
  • 报名时应具备在校学籍
  • 参赛队员应保证报名信息准确有效

竞赛奖励

初赛入围的 10支参赛队将进入复赛。复赛设立一、二、三等奖及鼓励奖。奖金如下(税前金额):

一等奖 1支团队 奖金人民币 2.5万元、奖杯和证书
二等奖 1支团队 奖金人民币 2万元、奖杯和证书
三等奖 1支团队 奖金人民币 1.5万元、奖杯和证书
鼓励奖 进入复赛的其他7支队伍 奖金人民币 5千元、奖杯和证书

赛程和赛制

本次竞赛分初赛和复赛两个阶段。初赛采用网上评审方式,复赛采用公开项目答辩的评审方式。 赛程安排如下:

赛程 时间 内容
初赛 9/24-10/25 初赛方案设计及提交
10/26-11/06 初赛专家评审
11/07 公布复赛入围的 10支团队的名单
复赛 11/08-03/06/2020 复赛作品开发及提交
03/07/2020-03/14/2020 复赛专家评审
03/18/2020 复赛答辩及颁奖典礼

初赛:参赛队选择可被加速的应用场景,构思系统设计。提出具有创新想法的设计方案。 以下几类供参考,并无限制:

  • 解决计算能力瓶颈:大规模并行数据处理能力可以应用于神经网络,图像视频,密码学,网络安全,数据库、以及广泛领域中的数据计算(金融,地质,生物、材料、物理等)。
  • 解决数据传输瓶颈:超高的数据传输带宽可以应用于网络传输,定义更灵活的数据存储方式,并且利用 FPGA 在数据传输过程中顺便进行数据处理,极大地减轻服务器端的 CPU 压力。

IBM 资深专家指导参赛团队结合研究领域,选择应用场景。各团队构思系统设计,进行可行性分析,划分算法流程,软硬件分配,估算带宽,计算密度和效率。在这一阶段,只需以书面报告形式提交方案构想,即提交架构设计和性能预测分析报告。

复赛:参赛队和 IBM 资深专家一起审阅系统设计,并进入具体开发阶段。

  • 开发环境为主办单位和合作单位提供,包括 OpenPOWER 服务器和支持 CAPI 接口的 FPGA 板卡搭建的远程环境。主要工作包括软件/硬件开发、调试、记录和分析测试结果。
  • 具体开发过程中,企业导师一对一辅导,协助参赛者把设计实现成原型。复赛作品要求以论文形式提交原型开发报告和分析测试结果。

详细的提交内容以及方式,将在后续的竞赛过程中发布,以大赛主办方发布的最新内容为准。

更多详情

CAPI 和 OpenCAPI

CAPI 的全称是 Coherent Acceleration Processor Interface,它是允许外部设备(I/O Device)和处理器 CPU 共享内存的接口技术。以 FPGA 为例,作为现场可编程门阵列硬件,它有令人惊叹的并行处理能力并完全可以自由定制,但它连在系统中时,仍然是个外部设备。它要参与到异构计算中,和 CPU 协同工作,不能共享内存怎么行呢?从技术上看,用 CAPI 接口连接 FPGA 作为异构计算平台有以下好处:

  • 它是带一致性的加速接口,FPGA 可以直接像 CPU 一样直接访问内存。避免软硬件协同设计中的地址转换操作,大大简化编程思路,进而降低研发开销,缩短开发周期。
  • 主机端程序完全工作在用户态,无须编写 PCIE 设备驱动程序。
  • FPGA 作为 I/O 设备,和主机通讯的延时更短。
  • 在 FPGA 处理能力增加的场景下,带宽瓶颈日益凸显。它是业内最领先的 PCIE Gen4 (16Gbps) 和OpenCAPI (25Gbps) 通道,妥妥的大带宽!
  • OpenCAPI 还支持 I/O 通道的内存扩展,由此探索存储级内存(SCM)对大数据应用的加速。

OpenCAPI 是独立的标准化组织(www.opencapi.org),它将新一代 CAPI 技术规范开放出来,致力于推动高速硬件接口设计全面进入带内存一致性的时代,顺应异构计算的潮流,并为之提供了坚实的技术支撑。OpenCAPI 首先在 Power9 发布,搭载 Power9 和 OpenPOWER9 服务器,但它的设计特性并没有绑定在 Power 架构上,完全可以嵌入其它种类的处理器架构。

Power Systems 和 OpenPOWER

在全球众多最大型的集群中,都能看到 Power Systems 高性能计算服务器的身影。Power Enterprise 服务器专为数据设计,可为企业实现终极的弹性、可用性、安全性等性能,被广泛应用于银行、政府、航空、能源等企业的核心业务中,为要求苛刻的工作负载(例如,基因、金融、计算化学、石油和天然气勘探以及高性能数据分析)提供极致。

2013年 IBM 开放 Power 服务器架构,成立 OpenPOWER 基金会(https://openpowerfoundation.org/),目前已经有来自 34个国家和地区的 340多家公司加入,核心会员有 IBM、Google、Nvidia、Redhat、Canonical(Ubuntu)、Hitachi、浪潮、Wistron 等,共同建设开放的 OpenPOWER 生态。对比传统 Power 系统,基于 Linux 的 OpenPOWER 系统主要由联盟成员设计生产,价格优势明显,同时也能够实现出色的性能和投资回报率,适用于计算密集型和数据密集型应用。这些服务器提供您所需的灵活性,能够快速集成创新技术解决方案,避免被供应商的专有技术所“套牢”,并加速实现业务结果。

2018年初,IBM 宣布推出 POWER9 处理器。全新 POWER9 芯片为计算密集型人工智能工作负载而设计,是首批嵌入 PCI-Express 4.0、新一代NVIDIA NVLink 及 OpenCAPI 的处理器,基于该处理器的系统可以大幅提升 Chainer、TensorFlow 及 Caffe 等各大人工智能框架的性能,并加速 Kinetica 等数据库。提供超越过往所有设计的高速信号总线带宽。如此一来,数据科学家能够实现以更快的速度构建包括科研范畴的深度学习洞察、实时欺诈检测和信用风险分析等范围的应用。POWER9 是美国能源部 Summit 及 Sierra 超级计算机的核心,这两台超级计算机是当今世界上性能最强的数据密集型超级计算机。

大赛主体单位

【主办单位】
OpenPOWER 基金会
OpenCAPI 联盟
【承办单位】
IBM 中国
【协办单位】
浪潮商用机器有限公司

【合作单位】
Alpha Data
联捷科技(CT-Accel)
北京迈络思科技有限公司(Mellanox)
赛灵思电子科技(上海)有限公司(Xilinx)

扫码报名

(报名及方案提交开放时间:2019.9.24-2019.10.25)

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