什麼是科研？科研需要怎樣的人才？如何找到自己對科研的興趣？
許多有志於科研的同學也許會產生這樣的疑問，面對廣闊的科研世界也許會感到不知所措。而學院同樣也在日夜思考和回答這些問題：什麼是科研？怎樣為科研培養人才？如何發掘同學對科研的興趣？
為培養學生的科研興趣、夯實學生的科研基礎，北京大學信息科學技術學院設立了超算創新競賽項目。該項目由北京大學信息科學技術學院研究員梁雲負責，自2017年立項以來，項目進展順利，成效顯著。
隨著計算技術的迅速發展，計算技術開始跨學科應用在各個領域，由此誕生了很多前沿的應用方向，其中一個具有代表性的方向就是高性能計算。中國的高性能計算研究處於世界先進水平：2019年上半年，中國共有220個超算集群位列世界超級計算機500強榜單上，總數為世界第一；太湖之光與天河-2A分別佔據全球TOP500的第三名和第四名。然而，目前計算機教育主要集中在應用方面，對計算機基礎硬體的關注相對較少，高性能計算的發展之路任重而道遠。北京大學信息科學技術學院順應時代潮流，超算創新競賽項目應運而生。
超算創新競賽項目的初衷是向校內同學普及高性能計算的領域知識，宣傳研究現狀，吸引學生進行相關方向的學習和研究，在同學們的心中播下高性能計算的種子。項目致力於高性能計算在本科教學中的普及，為有相關興趣的同學打造良好的學習環境與實踐平臺。在參與超算比賽的過程中，同學們將接觸到計算機基礎的軟硬體，包括晶片、作業系統、底層程序。
梁雲表示：「我們的教學對基礎的軟硬體，包括晶片、作業系統等強調的不多。我希望通過超算創新競賽讓更多感興趣的同學參與，並引導大家通過理論學習和動手實踐填補這一方面的空白。」
目前該項目招募了對高性能計算、並行計算、作業系統等方向感興趣的優秀本科生30餘人，成立了高性能計算方向的興趣小組。興趣小組中除了信息科技學院的同學外，還有來自元培學院、工學院等不同學院的同學。不同的學科專業背景，提供了更廣泛的超算應用場景，也為團隊增添了活力與靈感。
「我們不僅僅需要計算機相關的知識，還需要一些應用領域的知識。例如有時我們的應用場景會涉及分子動力學，或是數學領域的某些知識，這時學科交叉就擁有更多優勢。相比於專業背景，我們會更看重同學們的綜合能力和興趣。」梁雲說道。
值得注意的是，該項目與雙學位、輔修等項目不重合、不衝突。超算創新競賽項目中的同學可以根據自身情況自由選擇學校開設的其他項目，使自己擁有更多元、更豐富、更廣泛的學科背景。
參觀IBM（國際商業機器公司）、NVIDIA（英偉達公司）等相關企業，參加專業會議和學術活動，開展日常科研訓練，參加全球大學生超算挑戰賽……這些是超算創新競賽項目中同學們的日常。超算創新競賽項目一直注重理論與實踐的結合，注重培養學生的動手能力。
該項目為同學們的學習提供了良好的硬體環境支持：為方便交流和討論，項目為同學們配置了專屬討論會議室；為提供最先進的技術支持，項目採購了三臺高性能伺服器和一臺高性能工作站，組成了一個小型超算集群。除此之外，為了使同學們能夠零距離接觸真實的產業界運用場景、使用最新的儀器和設備，該項目與高性能計算相關企業保持良好的溝通與合作，組織學生進行豐富多彩的企業參訪活動。
在完備的技術支持下和充足的資金支持下，同學們有了動手實驗的廣闊舞臺。
豐富多彩的學術會議和系統專業的培訓課程也是該項目中的一大亮點。項目邀請相關專業人士講解高性能計算技術，支持同學們參加各種學術會議。如在NVIDIA年度開發者大會——GTC中，參會同學在會場體驗了主流的硬體平臺、了解了高性能計算的發展趨勢、與參展企業進行了密切交流。為使完善同學們的知識體系，使之符合高性能計算競賽及其他相關學術活動的需要，該項目在暑期組織了系統性的培訓課程。討論課以翻轉課堂的形式進行，主題涵蓋了並行基本框架、加速硬體的編程、網絡通信、複雜程序配置和調試等在超算競賽中必備的基本知識技能。除討論課培訓外，通過參會、講座等其他形式，邀請領域相關專家，在前沿領域和超算最新方法和趨勢等主題上對隊員進行培訓。
在雄厚的師資力量和系統的專業培訓下，同學們有了紮實的理論基礎。
平時磨劍，賽場亮劍。項目組織同學參加了多項高性能計算競賽, 如全球大學生超算挑戰全球總決賽（SC'17）、CAPI異構計算設計大賽等。參加比賽的師生與國內外超算團隊開展交流，並以較好的專業水平和跨學科的多元性給評委留下了深刻的印象，提升了我校的國際聲譽。在參與國際比賽的過程中, 北大超算隊與新加坡南洋理工大學、德國慕尼黑工業大學等校的參賽隊員結下了深厚的友誼並持續至今，成為了一項優良傳統。
「超算是一個集實踐與理論於一身的項目。很多同學以後都要參加到科研工作當中，較好的科研訓練能幫助大家儘早入門。」項目負責人梁雲如是說。因此，除了進行程序編寫等實踐項目，該項目還將其中較好的部分總結成論文，以提供科研訓練。項目的部分成果已經以論文的形式發表的高性能計算領域的頂級期刊Parallel Computing上。復現文章的發表極大的促進了同學們的對於學術嚴謹性的追求，同時論文復現也是同學們進入科研的第一步，幫助同學們進行科研入門。
紙上學來終覺淺，絕知此事要躬行。超算創新競賽項目將理論與實踐結合在一起，將不同學科的同學聚集在一起，組建的是一支多元學科、欣欣向榮的隊伍，培養的是未來科研領域的冉冉新星。
受訪者 | 梁雲老師
採訪 | 丁舒曈
撰稿 | 丁舒曈、三一
編輯 | 三一
圖片來源於受訪者