HPC标准试水石油勘探.docx

?

?

HPC标准“试水”石油勘探

?

?

近日，在北京召开的中国电子工业标准化技术协会高性能计算机标准工作委员会（以下简称高标委）第五次工作会议上，高标委与中国石油东方地球物理公司（BGP）签署了合作备忘录，双方计划共同推进国内石油勘探领域高性能计算机行业应用标准化工作。这不仅有助于实现我国石油勘探领域软技术的有形化，也有利于进一步打破国外厂商垄断，提高高性能计算机的应用效率。石油勘探离不开HPC

据记者了解，石油行业是高性能计算机（HPC）应用最为广泛的领域，为了了解和模拟出地下数千米的地质构造，需要通过地震波反射的方式来收集海量数据（一般二维数据1-2TB，三级数据高达几百TB甚至PB级），然后进行大量的密集计算和模拟，计算结果出来后还要转换成直观的可视画面，方便专家对数据进行解释，为油气钻井定位提供参考。“地震数据处理是一种大数据量，计算密集的科学计算过程，是国内高性能计算机重要使用场景，占目前国内HPC使用量的30%以上。”BGP物探技术研究中心副主任罗国安说。

据介绍，由于本身数据量和计算量过于巨大，同时为了寻找深层、隐伏和岩性油气藏，对计算精度和实时性的要求越来越高。因此，石油行业对于计算能力的需求可谓是永无止境的，比如国外一家公司拥有的计算资源已经达到6万多颗CPU，差不多相当于10年前全中国PC服务器的一半市场出货量。“这个行业的每一个脚印都是随着计算机的进步发展的，计算机的能力从来没有充分满足过这个行业的需求，我们现在也非常渴望计算机计算能力不断提升。”罗国安说，“从有计算机开始就与地震勘探结下了不解之缘，而计算机的计算能力也直接影响到勘探的结果。要知道今天打一口井的代价非常高昂，东部地区一般要花费上千万元，而在西部地区动辄需要上亿元，强大的高性能计算地震模拟可以帮助专家缩小误差，避免损失。”

据了解，正是由于石油勘探的这一特点，石油行业也因此成为各种新型计算设备的“试兵场”，从早期的标量计算机、向量机、并行计算机，到现在的PC集群、超级计算机、GPU计算，乃至处在孕育阶段的云计算，只要能够提高计算性能，都可以在石油领域找到自己的立足之地。以东方公司为例，其地震资料处理计算平台就经历了Cyber172系列、IBM3000系列、银河-I、IBMSP2/SP3、SGIOrigin2000、曙光集群等不同代、不同厂商的产品。截止到2008年，东方公司计算CPU规模达到了1.6万颗，存储容量2.4PB（1TB=1024G、1PB=1024TB），占到了整个中石油近80%的计算能力，预计2010年CPU将达到2.5万颗的规模。

HPC一定要有标准

据了解，经过数十年的发展，中国高性能计算机HPC产业经历了从无到有、从小到大的艰难历程。2002年以来，中国HPC产业进入了一个稳步发展的阶段。曙光、联想、浪潮等厂商在商业化HPC领域各显其能，在多个行业市场取得重大突破，曙光公司经过8年多的发展，在高性能计算机市场呈高速发展势头，在教育、石油、政府等领域可以成百台地销售，甚至进入了金融行业这个国内厂商的“禁地”。联想公司以“万亿次机”为突破，在中科院计算数学所、大气所、大庆石油勘探院、复旦大学等单位也有不小斩获。浪潮公司在2003年以“天梭工程”进军HPC领域，TS10000和TS20000在科学计算和商业计算领域均取得相当好的社会效益和经济效益。在市场竞标中，形成以IBM、Sun、HP、SGI为代表的国际品牌和以曙光、联想、浪潮为代表的国产品牌两军对垒的局面。

通过曙光、联想、浪潮等厂商不断的努力，各自提供相对完整、有竞争力、有说服力的技术、产品和应用实例，催熟了中国高性能计算机产业。

然而一些业内人士表示，由于近年来国产高性能计算机产业的发展一直都处于跟随状态，由于缺乏可以自己定价的核心技术，国产高性能计算机产业采取的大多是“拿来主义”，但是这种“拿来”让产业发展付出了巨大的代价。

高性能计算作为一个以技术驱动的市场，发展至今仍比较缺乏标准，“属于另类”。主要原因是其市场规模不够大，“还处在一个很小的封闭圈子中”，但事实上这个领域很需要标准。由于标准缺失，高性能计算行业发展的这些年“苦了做应用软件的”。从IBM到Sun公司，应用程序不停在变，大家只好“一直不停在移植软件”。这种不顾代价的“移植”在高性能计算概念还很狭窄的时候勉强能用，如今显然已不合适。

专家称高性能计算机目前已经形成了一个紧密联系的产业链，如果在计算机的接口、软件等方面全面采用国外的标准，就意味着中国企业只有得到授权，才能生产相关产品。尽管BLADECENTER联盟一再声明将开放更多的设计规范。但开放的设计都是一些外围架构，核心技术、基本架构根本不开放。因此，中国一定要有自己的HPC标准。

只关注指标是误区

随着全球能源价格的不断攀升和已探明石