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英特尔引领百亿亿级高性能计算创新为石油勘探创造加速度

发布时间:2020-02-19 06:39:32 阅读: 来源:框绞机厂家

如要为刚刚过去的6月份选出几条热点新闻,相信国内油价再次下调必能入围。事实上,随着经济持续高速发展以及中国全面进入汽车社会,燃油价格的波动已经成为普通大众、行业企业与政府部门共同且时刻关注的话题——对于很多民众而言,油价已同食品价格一样,成为了决定其生活质量的重要指标;而企业和政府则更看重它对自身业务和经济发展的影响,因为根据模拟计算,仅世界石油价格上涨10%一项,就会直接影响并使我国GDP下降约0.1%,同时能源消耗总量也将有所下降1。

在追踪油价波动之际,这些关注者们,特别是民众也开始对导致其变化的因素有了越来越多的了解,例如各石油主要开采国在出口量上是否有了新的限制、各国的石油储备战略是否有了变化等。可还有一个因素,却似乎一直不太为人所知,那就是对更多油气贮藏的勘探开采效率,它才是从源头决定石油资源供给是否充足稳定的基本条件。而且,人们可能还很难把它与信息技术联系起来。其实就和现在很多行业都在借助信息技术和应用实现高效业务拓展、产业结构升级一样,在石油勘探中,IT技术的辅助也是不可或缺的,尤其是高性能计算技术,已成为提升勘探效率的法宝,以至于很多相关机构,都已经开始期盼对数年之后才会成熟,比目前全球最先进高性能计算技术强大数百倍的百亿亿级(即每秒能实现百亿亿次浮点计算)高性能计算技术能够更快到来,为其所用。

探寻百亿亿级高性能计算对石油勘探的意义

为什么石油勘探和高性能计算这两个分属于能源领域和信息技术领域的事物会彼此拉上关系?对现阶段石油勘探方法的探究就能解开这个疑惑——目前全球石油勘探机构普遍使用的是地震波勘探法,它就是要对人工制造的、并由地下不同构造反射回来地震波进行采集分析,并将之转化成可视化的油藏模拟图像,帮助准确定位油气田的储藏。这一过程要涉及到TB级、甚至是PB级海量数据的快速处理,只有高性能计算技术才能担此重任。

那么百亿亿级高性能计算技术又能为石油勘探带来哪些新的助力呢?简而言之就是更高的相关数据处理效率与更出色的分析或模拟精度。百亿亿级高性能计算技术并不是高性能计算技术发展的终极目标,它只是未来数年这一领域能够达到的一个全新目标,但它所体现出的性能不断提升的趋势,却是石油行业用户以及所有正在利用高性能计算技术的行业用户们永远不变的追求。

既然用户对于百亿亿级高性能计算技术充满期待,它又将于何时到来呢?对此,于业界率先开展相关技术创新,并在全球石油勘探高性能计算领域占有领先地位的英特尔公司给出了一个明确的愿景,即它希望在在2011年-2020年这个十年期的末期帮助用户获得这一技术的支持。英特尔公司还为此制订了完备的技术创新蓝图,计划从面向传统高性能计算系统构建需求的至强服务器处理器,和它专为高度并行化应用打造,即将于今年下半年推出的至强融核协处理器两方面入手,来推动相关技术的成熟和应用。

创新之道:优化平衡计算与并行计算

谈到英特尔针对服务器的至强处理器,很多高性能计算用户都不会感到陌生,因为基于该产品线的服务器已经是目前全球高性能计算系统构建的主流之选。今年6月发布的全球高性能计算机500强排行榜就显示,有74%的上榜系统和78%新进入该榜单的系统都是基于英特尔架构。

以往英特尔公司在升级更新至强处理器时,都会侧重于它在性能和能效上的提升,而今年三月问世的新一代至强处理器E5产品家族,则带来了更强的平衡计算支持能力。所谓平衡计算,就是要让企业数据中心或IT平台中的主要IT设备——服务器、存储设备和网络设备实现更好的搭配和协作,实现性能上的平衡,从而减少性能瓶颈的出现。至强处理器E5产品家族就是一方面凭借对全新微架构设计、尤其是英特尔? 高级矢量扩展指令集(Intel?AVX)的导入实现了本比上一代产品最高达两倍的高性能计算性能2,另一方面通过对集成型I/O技术、板载万兆位以太网控制器等先进技术特性或功能的支持,为新一代存储及网络设备的研发奠定了基石,这使得基于它或利用了其出色技术特性的服务器、存储和网络设备所构建的高性能计算系统,也能够全面实现计算、存储和网络通信性能的优化,而且这样的高性能计算系统未来更便于导入云计算的技术或架构来实现更简易的系统扩展和更灵活的作业安排。

作为至强服务器处理器的重要补充,基于英特尔?集成众核架构(英特尔? MIC 架构)的英特尔?至强融核? 协处理器产品则将于今年下半年推出,它是英特尔专为高度并行化应用开发的新品,可以更佳的成本、更为理想的功耗水平来处理这类负载。与目前高性能计算产业界使用的类似技术相比,其最主要的优势表现在两个方面,一是具有出色的易用性,能够让用户继续且充分地利用在英特尔架构上使用的常见编程模式、技术和开发者工具,而无需像其他技术那样需要花费大量时间、人力和物力成本去学习和导入新的编程模式、工具和语言;二是可以输出强大的性能,其原型产品在DGEMM和行业基准测试工具Linpack上,均已实现了超过每秒1万亿次浮点计算的性能。

产业支持策略:侧重真实应用负载调优

制订了双管齐下的产品创新策略,英特尔认为这只是走向百亿亿级高性能计算的第一步而已,接下来,除了继续提升两个产品线的性能外,对产业界和用户的高性能计算应用负载进行调优也很关键,因为无论是多么先进的硬件技术,如果应用没有针对它们进行充分的优化,都是难以真正释放其在性能、能效和功能上的潜力的。因此英特尔一直都非常重视帮助高性能计算应用软件开发商进行软件产品的调优,或者直接支持客户对其高性能计算应用负载进行优化。这项支持已经常态化,甚至专门为此推出了一个面向最终高性能计算用户的“真实应用负载计划”,目前在该计划的推动下,英特尔中国的高性能计算团队已经为国内多所大学和科研机构提供了相关服务,相信随着高性能计算应用向百亿亿级的迈进,它还将为包括石油行业在内的更多行业用户带来助力。

值得一提的是,英特尔公司为合作伙伴或最终用户提供的应用调优支持,都是基于它自己开发的一系列软件开发与优化工具,如性能分析器、编译器、线程优化工具、性能库以及集群工具等,它们也是英特尔在高性能计算市场上强大竞争力的重要组成部分。

英特尔高性能计算技术推动石油行业发展

以领先的产品创新优势和全面的产业、用户支持策略为依托,英特尔一直领跑于各个行业的高性能计算应用领域,在石油勘探方面,英特尔的领先地位更为明显——在今年6月发布的第39届高性能计算机500 强排行榜上,总计14套与地球物理应用相关的上榜系统全都是基于英特尔架构构建,而于去年11月发布的2011年中国高性能计算机100强排行榜上,所有与石油勘探应用相关的上榜系统也全部采用了至强处理器。

这些成绩的获得,与英特尔的技术创新以及与客户长期深入的合作密不可分。在经济飞速发展的中国市场,石油能源的重要性不可言喻。在英特尔的全力支持下,中国石油行业用户已经迈开在高性能计算应用领域快速发展的步伐。相信在不久的将来,来自英特尔的更为先进的技术可以帮助中国用户克服更多挑战,铺平未来的发展之路。百亿亿级计算,看似遥不可及的目标,在英特尔的努力、生态系统合作伙伴的支持与客户的认可下,也许并不遥远。

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