求解性能再創佳績，杉數求解器COPT 7.1正式發布

來源：實況網時間：2024-02-18 16:20:50

近日，杉數最新版本求解器COPT 7.1正式發布，在國際權威第三方數學優化軟件測評平臺ASU測評榜上，再次展現出色的求解性能。其中線性規劃最優頂點解和最優數值解雙榜單穩居世界第一，二次規劃榜單重回世界第一，混合整數規劃求解器性能再獲提升，與第一名差距縮減至44%。此外，新版本也正式支持GPU加速的一階算法PDLP求解器。

一、ASU測評榜表現再創佳績，各求解模塊性能持續領先

1、混合整數規劃求解器性能進一步提升，持續縮減差距

混合整數規劃求解器一直是杉數COPT團隊的研發重心，COPT 7.1版本持續提升MIP求解性能，相較7.0版本提速17%，在MIP測評榜的3個子榜單中均排名第二，綜合求解速度和第一名（歐美廠商Gurobi最新版V11.0）差距縮減至44%。除速度提升外，COPT也在不斷攻克MIPLIB 2017測評集中有挑戰性的問題，7.1版本可成功求解的問題數量由212個新增至220個。

圖1：MIP三個測評榜單：COPT 7.1均排名世界第二

圖2：COPT 各版本迭代MIP性能不斷提升

注：

1. 數據來源：Benchmarks for Optimization Software by Prof. Hans Mittelmann https://plato.asu.edu/bench.html ，數據獲取時間：2024年2月9日。

2. “未解出數量”表示在MIPLIB 2017算例集（240個算例）中，COPT每次更新版本在2小時時間限制內未能成功解出的問題數量。

3. “加速比”表示相較于V2.0版本，COPT每次更新版本的相對求解速度。

2、二次規劃求解模塊重回測試榜首，趕超歐美廠商

二次規劃在金融、量化投資等領域有著重要且廣泛的應用，杉數求解器COPT 7.1求解性能獲得顯著提升，繼續取得測評榜冠軍，求解速度相比Gurobi（最新版V11.0）趕超59%，并且也是該榜單上成功求解全部42個算例的求解器。至此，在凸二次規劃的連續和離散型兩個測評榜單上，杉數COPT均位列第一。

圖3：Convex Continuous QP & Discrete QP榜單：COPT 7.1均排名世界第一

3、線性規劃最優頂點解和最優數值解均繼續穩居榜單第一，其他求解模塊持續領先

圖4：LP-最優頂點解&最優數值解榜單：COPT 7.1均排名世界第一

杉數求解器COPT 7.1支持求解的問題類型及最新性能測評結果匯總如下表所示：

注：上表數據來源于美國亞利桑那州立大學Hans Mittelmann教授維護的國際權威數學優化軟件測評平臺 http://plato.asu.edu/bench.html 2024年2月9日的最新測評結果。

二、支持GPU的一階算法求解器發布，突破超大規模問題求解能力邊界

COPT 7.1中根據COPT葛冬冬教授團隊和芝加哥大學魯海昊教授、斯坦福大學葉蔭宇教授的最新科研成果，正式添加了支持GPU的一階算法求解器，將PDLP算法的全部計算部件改造為可完全在GPU上運算，以充分利用GPU多核心、高并行等優勢，為很多原本因單機內存限制等原因難以求解的問題提供新的可能性。值得一提的是，對于一些規模較大的問題，盡管經典算法已經能夠求解，但GPU求解器也往往可以實現明顯加速，例如將“Zib03”這一問題的求解時間從CPU的小時級提升到了分鐘級。

COPT的GPU一階算法求解器目前可以在Windows和Linux-x86平臺上運行，支持對線性規劃問題進行求解。用戶需要首先選擇求解算法為PDLP（通過設置優化參數：“LpMethod”為6），COPT 會嘗試檢測能否正常加載所需 CUDA 函數庫，以及是否存在支持 GPU的顯卡，如以上情況均滿足，則會開啟GPU求解模式。（可前往NVIDIA官網下載最新版CUDA安裝包）。

同時，COPT團隊也與國內GPU芯片廠商展開了緊密合作，并協同進行庫函數的開發和提升，預期將在不久的未來，推出全國產的軟硬一體化CPU/GPU混合架構新版高效數學優化求解器。

以LP公開測評集中“thk_63”這一算例為例，COPT 7.1調用支持 GPU的PDLP算法求解日志如下圖所示，與COPT使用內點法找到最優數值解所需時間相比，PDLP算法利用GPU計算優勢可顯著縮短求解時間。