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姜庆彩

jqc

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邮箱: jqc@mail.ustc.edu.cn，jqc9707@gmail.com

研究兴趣: 计算机体系结构（近存计算相关），并行计算（异构系统上大规模密度泛函计算软件的优化） 和系统建模（在AArch64系统上改进静态代码分析工具）

教育经历

  • 2019年9月-现在 硕博连读 中国科学技术大学 计算机科学与技术学院 导师：安虹
  • 2015年9月-2019年7月本科 中国科学技术大学 计算机科学与技术学院

研究经历

2019年1月-2019年8月 在多GPU平台上加速线性响应的含时密度泛函理论软件（Linear-Response Time-Dependent Density Functional Theory, LR-TDDFT）

  • 将LR-TDDFT移植到8块V100GPU组成的服务器上，并使用共享内存，混合精度等方法进行加速
  • 设计了一种流水线式的矩阵乘-规约方法，以重叠计算和通信
  • 成果：已发表论文中的第一项

2019年11月-2020年8月 使用低秩分解和迭代求解器对LR-TDDFT软件进行加速

  • 使用基于K-Means方法的插值式可分离密度拟合算法（interpolative separable density fitting, ISDF）方法对LR-TDDFT中的双电子积分进行近似，并使用隐式的局部最优块状预处理共轭梯度方法（locally optimal block preconditioned conjugate gradient, LOBPCG）迭代求解计算中的N个最小特征值
  • 在Cori超算上大规模并行至12288个CPU核心，将LR-TDDFT计算的规模推进到4096个硅原子
  • 成果：已发表论文中的第二项和获奖情况中的第三项

2019年8月-2022年4月 在神威和新神威超级计算机上对间断伽辽金密度泛函理论软件（discontinuous Galerkin density functional theory, DGDFT）进行加速

  • 根据神威异构处理器的特点，对DGDFT软件进行针对性优化，包括数据结构优化，从核编程优化等
  • 对DGDFT的IO模块进行了针对性优化
  • 成果：已发表论文中的第四项和第五项，并入围了2022年戈登贝尔奖

2021年9月-2022年8月 鲲鹏处理器负载建模研究（华为合作课题）

  • 在鲲鹏920处理器上收集了描述一条指令的基本信息，包括吞吐量，时延，端口执行情况等
  • 使用真实应用构建了一套基本代码块的基准测试程序，以及一个二进制代码运行环境用来执行基本代码块，并得到准确的吞吐量

  • 解决了llvm-mca中导致基本代码块吞吐量预测不准确的几个问题，大幅度提高了精确度

  • 成果：已发表论文中的第三项

工业界经历

2018年10月-2019年3月 软件开发实习生 华为技术有限公司

已发表论文

  1. Qingcai Jiang, Lingyun Wan, Shizhe Jiao, et al. An Efficient Multi-GPU Implementation for Linear-Response Time-Dependent Density Functional Theory, in 2020 IEEE 22nd International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC'2020). IEEE, 2020: 197-205. [pdf文件]

  2. Qingcai Jiang, Junshi Chen, Lingyun Wan, et al. Accelerating Parallel First-Principles Excited-State Calculation by Low-Rank Approximation with K-Means Clustering, in 51st International Conference on Parallel Processing (ICPP'2022). [pdf文件] [报告视频]

  3. Qingcai Jiang, Shaojie Tan, Zhenwei Cao, et al. Quantifying Throughput of Basic Blocks on ARM Microarchitectures by Static Code Analyzers: A Case Study on Kunpeng 920, in 2022 IEEE 24th Int Conf on High Performance Computing & Communications (HPCC'2022).[pdf文件]

  4. Wei Hu*, Hong An, Zhuoqiang Guo*, Qingcai Jiang*, et al. 2.5 Million-Atom Ab Initio Electronic-Structure Simulation of Complex Metallic Heterostructures with DGDFT, in Proceedings of the 2022 International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC'2022). Awarded as a 2022 ACM Gordon Bell Finalist. [入围戈登贝尔奖链接] [pdf文件] [中文新闻稿]

  5. Wei Hu, Xinming Qin, Qingcai Jiang, et al. High performance computing of DGDFT for tens of thousands of atoms using millions of cores on Sunway TaihuLight, in Science Bulletin, 2021, 66(2): 111-119. [pdf文件]

* : 共同一作

教学工作

中国科学技术大学

  • 助教 计算机系统概论A（CS1002A）2021年秋季学期

  • 助教 程序设计II （011175）2020年春季学期

  • 助教 计算机系统概论H（011704） 2019年秋季学期

  • 助教 人工智能导论（011119）2019年春季学期

获奖情况

  1. 第七届亚太地区RDMA编程挑战赛一等奖 [中文新闻稿]
  2. 第八届亚太地区RDMA编程挑战赛一等奖 [中文新闻稿] [英文新闻稿]
  3. 第八届全国并行应用挑战赛 应用组一等奖[中文新闻稿] [英文新闻稿]
  4. 2020年ASML计算光刻及超算软件奖学金 [照片]
  5. 2022年环球数码奖学金 [照片]

技能

  • 编程语言：C/C++ Python LaTeX
  • 工具：Vim Linux Office