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如何提高效率 石油勘探挑战高性能计算

    下一个十年:百亿亿次计算的构想

  菲利普•蒂埃里先生认为,未来10年的地震波成像计算需求,将主要是声学波计算转换成弹性波计算的过程,并且这一转变会导致5~6倍的计算性能需求、内存容量、I/O带宽需求的增加。

 如何提高效率 石油勘探挑战高性能计算

    据了解,目前的地震波计算主要是以较粗糙的算法来计算声学回波的一系列数据,用以描绘地下油藏的分布和地质结构。而随着石油储量的逐渐枯竭(以往打个洞往外喷油的情形已经不再,需要往里注入高压水和泥浆将石油压出来,现在有些地方这么做也无法提取石油了,于是需要往里注入化学试剂将石油“洗出来”),更有效的探明石油在地下的分布形态将有助于科学可持续的开采,并将可以对一些原先无法探测的地域进行勘探(如高海拔区域等)。

    声学回波只能大致的描绘地质结构,而弹性波却可以将各个地质断层的细微结构完好的显示出来。从算法角度来说,声学波是简略算法,而弹性波的算法要复杂的多,因为需要确认地下各个细节和地震波在不同地质结构中来回“弹着”传播造成的衍射,进而逆推出地下岩层和地质结构,更精细的描绘油矿分布。

 如何提高效率 石油勘探挑战高性能计算

    根据英特尔能源及高吞吐计算团队的研究结果,应对未来勘探的高性能计算系统除了必须具备多核多路服务器外,还需要应用诸如SSD这样的固态硬盘以保证高随机I/O——不过,目前SSD的容量还有限(SLC只有64GB,MLC也才刚刚要突破300G大关),因此业内人士表示SSD还不能大规模应用在勘探领域,不过注定是未来的方向。

    2019年迎来Exaflops百亿亿次计算!

 如何提高效率 石油勘探挑战高性能计算

    看了上图,任谁都会振奋一把——Exaflops百亿亿次计算——是目前千万亿次计算的100倍。蒂埃里先生坦然的表示,根据以往的处理器和超级计算机发展速度,2019年左右超级计算机将达到Exaflops级别的计算能力。这张图显示了其存在意义:将把目前高性能计算数据中心的能效比缩减100倍——每峰值Tflops的功耗约为30皮焦耳(今天这个数字是3千瓦)。而目前这一百亿亿次项目正在德国的Exascale研究会的带动下进行着系统研究。

    有趣的是,要实现百亿亿次计算机,其难点也正如其卖点——必须先解决庞大的功耗问题——如果以目前的功耗来建造,一个百亿亿次的计算系统目前需要15座核电站提供运行所需要的电力。

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