中石化石油勘探院——石油勘探

中国石化石油勘探开发研究院

　　中石化石油勘探院主要采用复杂的地震成像方法进行石油勘探，其算法大部分为自研程序。浪潮为客户建设的GPU集群，以其强大的处理能力能加速了科学研究的步伐和科研成果转化的进程，为研究院的勘探工作。

　　石油开采业务中，钻井的费用非常高昂，打一个油井要花费上亿元，因此如果打出干洞的话，对于石油公司来说是极大的损失。现在普遍的做法是采用复杂的地震成像方法，在钻井之前创建隐藏油层和天然气储备层的详细三维地图，从而提高钻探成功率、降低勘探风险，目前国际公认的先进技术是实现准确构造成像的三维迭前偏移技术，这一技术已在石油勘探开发领域得到了广泛的应用。

　　三维迭前偏移技术涉及到的数据量与计算规模都很大，所以需要提供的计算集群系统具有强大的并行计算处理能力与数据存储能力，计算规模至少为100平方公里24次覆盖、240万道的三维地震数据三维叠前深度偏移，I/O总量至少要达到2.5T，而这一规模的运算处理时间应在10小时以内。

应用特点分析

　　研究院软件系统，除了西方地球物理服务公司的OMEGA系统和美国海顿公司的ADSView外，还有很多自行编写的用于深度偏移系统的人工地震资料处理以及三维地震资料的可视化处理的软件。本次采购的GPU集群，就是希望其强大的处理能力能加速科学研究的步伐和科研成果转化的进程。

　　根据石油勘探与开发应用自身的特点，研究院对系统在并行计算处理能力、集群管理能力等五个方面提出了很高的要求，具体包括：强大的并行计算处理能力；采用图形画界面、易于使用而且便于管理的集群管理能力；开放的基础架构与应用平台；严格的质量保证和良好的服务能力、服务体系，对于系统的故障检测与排除能做到快速响应、及时处理；整个系统便于维护、管理，可以实现新技术、新产品在系统中的平滑应用与过渡，便于整个系统的升级。概括来说，一方面要体现高可用性，又要易于使用和便于管理；另一方面要体现可扩展性，首先要采用开放的基础架构和应用平台，以利于未来的升级换代，其次要求系统便于维护与管理，便于整个系统的升级。

　　研究院采用了浪潮天梭TS10000高性能集群服务器系统，浪潮天梭TS10000采用先进的高速互连技术，开放式的功能模块化系统设计，满足了研究院对系统在并行计算处理能力、集群管理能力等方面的要求。

　　浪潮天梭TS10000的核心构架中包括了高速计算模块，高速交换模块、存储模块和管理模块四大模块（见如下的网络拓扑图）。

　　1.计算模块

　　该集群系统由24个GPU节点组成，CPU浮点计算理论峰值可达5Tflops（每秒浮点运算次数），同时搭配了96块NVIDIA GTX680加速卡，计算性能得到极大提高，能适应大规模的并行计算需求。

　　2.管理存储模块

　　管理存储模块负责整个系统硬件资源与系统资源的监控以及整个系统的数据存储等工作，具有强大的事务处理能力。集群管理软件提供了图形化的用户管理界面、高性能通讯库以及集成的软件工具。

　　由国内服务器领域的领导厂商浪潮公司设计实施的，成功应用于中石化石油勘探研究院“三维地震迭前深度偏移处理”及“三维成像处理”的硬件系统，全面展现了采用开放式架构的高性能计算集群的优势所在，也为包括石油勘探研究在内的许多科研领域提供了一个成熟的样板。

　　系统拓扑

　　应用于研究院的浪潮天梭TS10000系统奉行“弹性部署”设计思想，可以使其未来不仅限于万亿次的计算能力，全面展现了其在可管理性和可扩展面的独特优势。