最小成员年仅16岁的“宇宙将为你闪烁”队、国内外顶赛常客“USTC-鸿雁队”、临时抱佛脚却小宇宙爆发率先突破19us优质性能标准的“博雅芯”和“aisys” 队……这些来自北京大学、清华大学、上海交通大学、中国科学技术大学、西安交通大学、华中科技大学、复旦大学等顶尖高校的学霸们，却在一场算子赛事中打起了“赛博擂台”，在你方唱罢我登场的交替冲顶过程中，“算子开发”这一相对冷门的概念走到学界台前。
什么是算子开发?算力领域“基础初学者”如何与富有经验的“进阶选手”同台竞技?算子开发的定义对“产学研”的意义是什么?为何昇腾AI原生创新算子挑战赛对顶尖学府的学生具有如此大的吸引力?
这些问题，在昇腾AI原生创新算子挑战赛S3赛季中得到进一步解答，从Ascend C语言等工具框架，到昇腾社区的“学”“练”“训”“考”“赛”体系，再到产教融合下各类计划和激励，赛事本身“以小见大”折射出计算产业人才培养的方法论，以及昇腾原生人才培育战略考量与深远布局。
凭实力冲锋，在试错中成长
“Ascend C语言本身设计非常优秀，性能体验更加丝滑”
所谓“算子”是指在机器学习模型或神经网络中执行的基本数学运算或数据变换，而“算子开发”是指实现和优化“算子”的过程，目的是使算子能在特定硬件(如 GPU、TPU)或框架(如 TensorFlow、PyTorch)中以最高效的方式运行。
来自华科大“HUST VectorDB1”队伍的阚广驰举了个形象的比喻：“模型输入参数要经过多层网络，这些网络就是一个算子，从前到后依次输入输出，如果说大模型是一个乐高，算子就是一块块积木，把它搭起来。”
赛事采用预赛+决赛的赛制，又分为基础算子开发命题和算子性能挑战命题两大赛道，题目通常是抛出一个场景化的定量，要求参赛者优化算子代码，用规定计算资源实现最快速的处理，而且成果可不断优化、多次提交，刷新自己在榜单上的名次。
虽然有大量试错的机会，但算子开发仍然是计算机专业比较难的方向，其应用实践也大多面向产业界，因此对选手而言，这不仅是掌握算子开发的窗口，也是学习用“产业思维”解题的好机会。
“在分析赛题时，首先要明确算子的功能、输入与输出。初始阶段通常会实现一个单核版本，确保逻辑清晰正确后，再考虑多核版本以提升性能。”阚广驰坦言整个过程并非一蹴而就——多核版本的开发涉及host侧的分块策略和device侧对深层API的调用，特别是矢量计算API的使用，需要注意数据划分的大小以避免效率低下。对此，“HUST VectorDB1”队伍选择的策略是“一开始不要太着急去实现最优版本，而是要先把普通的版本给做出来，然后再想还有哪些能优化的地方。”
“宇宙将为你闪烁”队的石皓文也分享了比赛过程中遇到的技术瓶颈：“内存读写操作通常是无感知且自动同步的，在多核系统中，当试图向主机内存写入数据时，数据需要经过不同层级的缓存，这就引出了缓存一致性的问题。”来自西安交通大学少年班的石皓文今年仅16岁，是S3赛季最年轻的参赛选手，但在计算机技术层面已有深厚的知识储备，在一众参赛选手中堪称出类拔萃。后来石皓文灵机一动，通过学习历年冠军代码和社区API文档，找到了问题的解法，并且持续优化。
而来自中国科学技术大学的“USTC-鸿雁队”作为一度排名竞赛榜榜首的队伍，同样经历了反复摸索、踩坑的阶段。队员杨鹏宇谈到，在处理高维算子时，需要精准把握不同维度存储与访问特点，再合理优化计算流程，这个过程要不断尝试不同算法与策略组合。在他看来，赛制的设置鼓励试错，实现技术从生疏到精通是个磨练的过程，这离不开“趁手的工具”与“完备的生态”支撑。
中国科学技术大学【USTC-鸿雁队】
“趁手的工具”指CANN架构和Ascend C语言，前者是专为昇腾AI处理器设计的计算架构，提供了从底层硬件到上层应用的全栈AI解决方案，具有高性能、低功耗等优势;后者是针对算子开发场景推出的编程语言，原生支持C和C++标准规范，能够最大化匹配用户的开发习惯，并且通过多层接口抽象、自动并行计算、孪生调试等关键技术，助力开发者低成本完成算子开发和模型调优部署。
“Ascend C语言本身设计非常优秀，针对内存计算并行、内存管理队列、并行控制进行了优化，能够充分发挥底层芯片的性能。”多位参赛选手如此表示，Ascend C无论是从底层还是应用性和兼容性来讲，都达到了非常合格的标准，因此体验起来会更加“丝滑”，性能超乎想象。
此外，算子开发与硬件高度相关，不能仅靠软件层面来开展工作。算子挑战赛还为加入原生人才促进计划的参赛者提供香橙派AIpro开发板，其基于昇腾AI技术路线，具备强劲的算力，能够满足大多数AI算法原型验证、推理应用开发等需求。如此“软硬兼施”，为参赛者冲顶赋予全面的加速度。
在比赛中学习，在学习中比赛
“未来想要成为昇腾AI的布道师”
但要输出更多计算产业的新鲜血液，不能仅靠“天赋选手”和“进阶选手”，还需要完备的生态，让更多人拥抱计算领域，尤其是以昇腾AI为代表的国产算力。这点在赛事“边学边赛”的特色上可见端倪。
来自北京大学 “aisys”队的唐正举表示，“赛事方还为我们建立了微信群，随时答疑解惑，同时提供云上算力代金券，减少我们投入和试错的成本，这些都对我们的比赛内容大有助益。”同时，华为昇腾领域专家还会通过线上直播，对核函数开发、算子工程开发、算子aclnn调用及微认证、融合算子、性能优化等多种技术细节进行讲解，帮助参赛者更好地掌握昇腾AI技术。
对算子开发领域初学者的队伍而言，能否快速获得充足的生态支撑至关重要。“博雅芯”队伍并非算子开发专业，同样能通过昇腾社区获得教学视频和文档代码支持，并且通过赛事能够将理论知识与实际应用相结合，成为率先突破19us优质性能标准的队伍，一度登顶荣誉榜，之后通过持续优化算子，在激烈的竞争下始终保持在前十以内。队员纷纷表示在比赛中就能快速实现这种比较工程化的算子优化，还是特别有成就感的，“没想到这么短的培训时间就能拿到这样的好成绩。”
至此，“打榜赛制”和“边学边赛”形成了良性的循环，参赛者在不断的学习中提升自己的成绩，然后又获得更多动力去查询资料、自我学习，再去刷新自己榜单名次。“大家有自己的学习任务，所以我们用课余时间做好分工，比如我在昇腾社区、赛事官网、代码网站去查询一些主流的解法，探讨队伍的解题方向，其他人负责优化代码，不断输出新的成果。”同样来自西安交通大学少年班，且年仅19岁已大三在读的“宇宙将为你闪烁”队长王禹皓分享道。
华为昇腾领域专家为参赛选手进行培训
实际上，昇腾AI原生创新算子挑战赛既是昇腾社区的一环，又是整个昇腾生态的缩影：在昇腾社区，开发者不仅可以获取最新的技术资讯、开发文档和案例教程，还可以参与技术讨论和问题解答，还定期举办线上技术沙龙、工作坊和直播课程等，邀请行业专家、资深开发者分享最新技术趋势、实战经验和最佳实践，使能开发者拓宽视野、近距离接触产业前沿。
但昇腾社区更被开发者重视的，是“学”“练”“训”“考”“赛”完整的赋能体系，许多参赛者接触了算子开发、掌握了昇腾工具链之后，并不满足于赛事本身，而是希望留在这个生态里，昇腾社区同样提供了考核和认证的入口，让更多高校开发者成为昇腾的“布道师”，在校内吸引更多人了解和使用昇腾AI相关产品与服务，同时也在昇腾社区作出积极贡献。
这批高校开发者，掌握了昇腾的工具链，能适配昇腾软硬件，又经过昇腾体系的认证，成为“昇腾原生人才”的雏形，为我国计算产业发展输入更多“源头活水”，尤其在昇腾AI在产业界大面积铺开、国家推进国产替代的背景下，意义更显重大。
产教融合，全栈布局
昇腾为高校学子打开国产算力的“第一窗口”
如果说昇腾AI原生创新算子挑战赛只是一个“入口”，那么产教融合才是昇腾培养原生人才的重要发力点。目前，昇腾AI原生创新算子挑战赛已连续举办S1、S2、S3三个赛季，是国内少有的、基于国产算力平台的算子开发赛事。首届S1赛季单赛题参赛队伍超过140支，共260余人角逐14万奖金池，S2赛季在此前基础上再度加码，两大赛题共吸引超500支参赛队伍、761人参赛，最终共评选出4个金奖、6个银奖、8个铜奖。
甚至在S1、S2赛季中，选手们凭实力产出了丰富的开源算子库，不仅为后来的参赛者提供“开卷参考”，甚至这些成果进入产业，将有效推动AI技术在智能制造、智慧城市、智慧医疗等多个行业的广泛应用。
到了S3赛季，已吸引超过670支参赛队伍报名，参赛人数再创新高。并将于2025年5月迎来年度总决赛，预赛出线队伍将争夺年度总决赛100+万元奖金池，“算子开发”在高校逐渐从“冷”趋“热”，背后是高校对计算产业的逐渐重视。
举例来说，从赛事我们可以看到，算子开发这类计算产业相关领域，具备强烈的实操属性，还需要培养学生的产业思维，高校如果想设立计算产业相关课程，需要搭建算力环境、提供案例实践，否则容易陷入空谈理论、闭门造车的局面。
高校专场赛现场
对此，“博雅芯”队长鲁云龙透露，在昇腾提供的异构芯片平台以及其完整工具链和技术栈支持下，北大人工智能相关课程开展更加深入，比如算子开发可以直接作为并行算法设计课程的实践作业，建立在昇腾算力上的深度学习框架可以对多门人工智能课程提供用于神经网络训练的平台，昇腾加速卡本身也能为这类课程提供算力。
此外，华为还与北京大学、上海交通大学、中国科学技术大学、浙江大学共建“鲲鹏昇腾科教创新卓越中心”，与复旦大学、南京大学、东南大学、北京理工大学建立“鲲鹏昇腾科教创新孵化中心”，为课程开展和科研创新搭建算力环境，并以此为基础，在这批高校内开展昇腾AI原生创新算子挑战赛校内赛。正是产学界对培养原生人才的重视和行动，昇腾AI原生创新算子挑战赛才能有源源不断的“算子新手”“天赋少年”和“进阶高玩”。
此外，产教融合也解决了发展原生人才的“后顾之忧”。虽然当下大模型风潮正盛，高校也不乏怀有“远虑”的学子，比如对实验室科研较为感兴趣的石皓文就出人意料地对记者表达了某种担忧：“当前大模型技术迭代太快，让人不禁怀疑这一波潮流是不是快要到顶点了，会不会未来的生产端是不是会更加聚焦于堆算力、堆资源的方向，或者新的热点出现，让我们的实验室研究变得没有意义?”
该情况在行业内并非没有先例，上一轮人工智能热潮主角是深度学习，但自从大模型爆发，高校深度学习研究方向的实验室变得“一卡难求”，所有算力资源和热钱投资都转向大模型，很大程度上影响深度学习专业师生的科研和就业。
对此，产业意识到，发展原生人才，还需要解决所谓“最后一公里”问题，增强学生拥抱国产算力的动力，让他们能够对上手学习、实习就业、科研创新、产教学研用合作有明确的规划和预期。
鲲鹏昇腾也对应发布了原生人才促进计划、优才计划、科研创新使能计划、众智计划等。其中，原生人才促进计划通过认证和奖金激励，鼓励更多原生人才作为校园大使和布道师，带动后来者加入;优才计划则联合生态伙伴，帮助毕业生与企业对接，使得计算人才“学有所用”;科研创新使能计划则提供专项资助，激励应用科学技术研究和软件研发创新，最高可达30万元;众智计划则主要面向不同层级学生，开放真实产业课题，培养学生实践创新能力，目前已累计投入超2亿元的激励资金。
这意味着，高校学子接触昇腾AI每个环节都能得到扶持，实现“有所学”“有所践”“有所用”。本次赛事也让更多参赛者了解到昇腾AI的整体生态，一定程度上打消了石皓文们的担忧和疑虑。此外，计算产业出于数字经济基础设施的特殊定位，无论上层热点如何变化，计算原生人才始终能找到自己的一席之地。
结语
算子开发既是实现AI算法的关键环节，更是推动AI技术从理论迈向大规模产业应用的源动力之一，其在计算产业中将大有可为。目前，昇腾AI原生创新算子挑战赛S3赛季将近尾声，优胜队伍将在2025年5月举办的鲲鹏昇腾开发者大会(KADC)启动总决赛，各大顶尖高校团队将迎来“诸神之战”。
作为面向开发者的技术盛宴，一年一度的鲲鹏昇腾开发者大会不仅有超前沿的技术分享、超好玩的技术盛会、超惊喜的动手体验，还可以与技术大咖、学术领军人物以及生态伙伴、高校、优秀开发者一道，领略计算开发最前沿，碰撞出技术创新与职业规划的更多火花，携手推动计算产业的繁荣与发展。
让“屠龙技”走出“象牙塔”，如此才有利于畅通教育、科技、人才的良性循环。昇腾AI原生创新算子挑战赛虽然仅是第一年，已经成为高校和产业合作的标杆案例之一，未来昇腾也将基于产教融合的需求，打造全流程、成规模、高质量的人才培养体系，为中国计算产业发展提供坚实而肥沃的“黑土地”。
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