英特尔为石油电力高性能计算把脉开方

产品：Xeon X5650 Intel 服务器CPU

专家齐聚“会诊”

    6月25日，英特尔2010年度高性能计算研讨会在西安召开。近百名来自石油及电力行业从事高性能计算的专家汇集一堂，共同探讨了行业内高性能计算的发展及未来规划。

    专家齐聚西安“会诊”

    英特尔能源及高吞吐计算团队高级主管工程师菲利浦•蒂埃里（Dr. Philippe Thierry）专程来到西安向与会的专家们介绍了国外油气勘探和高性能计算相结合的进展。菲利浦表示，英特尔正在与法国能源署等组织进行百亿亿次高性能计算方面的合作研究。到2019年，全球高性能计算市场将进入百亿亿次（Exaflops）时代。

石油、电力行业专家齐聚西安

    大庆油田公司勘探开发研究院总工程师做了主题为“高性能服务器在地学综合研究中的应用展望”，着重介绍了如何利用高性能计算让大庆油田焕发出“第二春”。中国石油东方地球物理公司（BGP）研究院副总工程师兼处理中心总工程师赖能和则结合BGP的工作实践，介绍了如何加强软硬件资源的优化及技术改造，提高设备的利用率。

    英特尔2010年度高性能计算研讨会是英特尔连续第四年举办该项研讨会。本次研讨会除了继续锁定高性能在石油行业的应用外，还将参会用户扩展到了电力行业。英特尔还专门邀请了中国电力科学研究院的专家分享了高性能计算在电力行业的应用趋势。

英特尔能源及高吞吐计算团队高级主管工程师菲利浦•蒂埃里作主题演讲

    自去年英特尔高举“智能计算”的大旗并发布了基于Nehalem架构的至强5500处理器平台以来，新至强处理器高性能、绿色和节能的性能日益为用户所接受，并在代表全球高性能计算最高水准的TOP500榜单中全面开花。今年初，英特尔又陆续推出基于32纳米的至强5600处理器和针对4路及以上服务器的至强7500处理器，进一步更新和完善服务器芯片产品线。尽管才刚刚问世，至强5600和至强7500在最新一期的TOP500榜单中表现不俗，分别有7套和2套计算机系统入围。而基于IA架构的高性能计算机更是在TOP500中占据了近82%的份额。

    英特尔中国有限公司服务器平台产品经理贺晓东表示，除了发布至强5600和至强7500外，英特尔在公司架构方面也做了一系列调整，英特尔把服务器部门和网络通信部门整合为数据中心部门，这也使得英特尔对服务器的关注重点扩展到整个数据中心来加以规划和设计。

产品：Xeon X5670 Intel 服务器CPU

性能，还是性能

    性能，还是性能

    地震数据处理作为地震勘探的主要组成部分，是石油天然气勘探开发产业链中对油田勘探开发效益影响最大、技术含量最高的一环。自从人类采用地震波数据采集和还原地质构造以来，技术也在不断地更新换代。其中。地震数据的采集从上世纪70年代的2D采集，逐渐发展到3D采集，直到现在的3D全方位角采集，地震数据量也随之呈几何级的增长，对计算机的性能提出了更高的要求。

    据大庆油田公司勘探开发研究院总工程师介绍，目前国内外的石油公司及油田服务公司经过多年的信息化建设，装备了高性能集群处理系统、企业级服务器，建立了企业骨干网络，配备了主流的地震处理和解释软件，建设了集中管理的勘探开发数据库，构建了以地震解释数据集中管理和应用的工作模式，满足了大规模连片地震资料解释的需求。但是这种工作模式依然或多或少存在着用户存取数据响应慢、资源的集中管理影响系统运行效率、服务器CPU主频低、操作系统平台落后等问题。

    该工程师和他的团队在实际应用中发现，用于地质建模、井位部署和地质综合研究的Petrel软件，在16核服务器上，地震属性提取可比普通微机工作站提高30至50倍。而且，在以多路服务器作为后台支持情况下，Petrel基本能完成地震解释的功能。

    针对这样的现象，英特尔政府及高端企业合作部经理梁岩表示，如果应用英特尔今年新发布的至强5600系列和至强7500系列，石油勘探企业在地震数据处理时会有更好的表现。由于采用了更为先进的32纳米制程工艺和英特尔第二代高-K金属栅极晶体管技术，且最多集成了六个内核，使得至强 5600系列在性能上比上一代基于45纳米制造工艺的至强5500系列提升最高达60%。数据中心用户可以用1台基至强5600处理器系列的服务器来替换15台基于单核处理器的旧服务器，并最短在5个月内收回新服务器的采购成本。

英特尔政府及高端企业合作部经理梁岩

    而多路至强7500处理器系列则更是创下了至强处理器历史上最大的性能飞跃，在广泛的性能基准测试中，其性能比上一代产品平均提升达3倍。数据中心用户可利用一台基于该系列处理器的服务器，替换20台基于单核处理器的旧服务器。更值得注意的是，由于新增了20多项旨在增强可靠性的全新技术特性，及其8个内核和16个线程的并行处理能力，可以进一步加速关键任务工作负载在英特尔服务器平台上的部署和应用；与上一代相比，基于至强7500系列处理器的新服务器系统的内存容量提升达4倍（四路系统的内存容量最高可达1TB），内存带宽提升则更是高达8倍。

要性能还要效能

    “英特尔正在通过不断的技术创新，满足包括石油、电力等行业对高性能计算的性能需求。除了处理器平台技术以外，英特尔还在高性能计算的各个领域发力，和产业合作伙伴一起推出了固态硬盘，以及InfiniBand和万兆网卡等数据中心的配套技术，从而帮助用户不断提高系统的可靠性、降低能效成本和系统成本，以更好的发挥核心组件的性能。”梁岩强调。

    要性能还要效能

    高性能计算机的运算速度在一次次刷新纪录的同时，一个不争的尴尬事实却成为了其前进的“拦路虎”，那就是高性能计算的效率。据一项统计，国内高性能计算机的平均使用效率只有30%左右，这样的使用效率造成了大量的资源浪费，因而提高使用效率已成为当务之急。

东方地球物理公司（BGP）研究院副总工程师兼处理中心总工程师赖能和

    有鉴于此，作为连续参加4届高性能研讨会的“元老”，东方地球物理公司（BGP）研究院副总工程师兼处理中心总工程师赖能和大声疾呼：要加强软硬件资源的优化及技术改造，提高设备的利用率。

    目前，PC集群已近成为油气勘探数据处理的主流应用平台。BGP计划到2010年底，全公司CPU总核数达到40000个，运算能力达到380万亿次/秒，磁盘规模为5PT。面对这样的计算规模，提高CPU的使用率就意味着以更低的成本获取更大的效益。

    为此，BGP投入了近千万元用于解决CPU利用率不高、存储性能和数据安全、高能耗与高制冷等问题。针对CPU利用率不高，BGP采用了优化改造内存、接口、网络连接等硬件配置，建立目标线偏移系统与共享存储池，合理配置作业CPU等方法来加以解决。

    赖能和介绍，节点内存对偏移效率的影响非常大，8GB内存和4GB相比，CPU使用率提高2倍以上。而在相同内存下，四核比双核速度提升近60%。目前，BGP已经投入了300多万元，对1280个CPU内存进行了升级扩充和存储接口改造，有望将CPU运行作业的速度提升2至7倍以上。

向百亿亿次冲刺

    向百亿亿次冲刺

    复杂地震成像等技术的发展与应用将需要更多的CPU，这也使得BGP将2015年的计算能力目标定为80000个CPU内核、1000万亿次/秒的运算能力和12PT的磁盘容量。然而，当前的CPU技术能否支撑得起未来高性能计算的需求呢？答案当然是否定的。

    为此，英特尔在占有目前高性能计算市场优势的同时，还针对未来高性能计算需求和应用的发展趋势及特点，开始了新一轮的创新。例如英特尔宣布计划推出基于英特尔集成众核（MIC）架构的全新产品。这种架构有助于轻松打造每秒万亿次计算的平台。

    英特尔计划推出的首款相关产品（研发代号为Knights Corner）将主要面向勘探、科学研究以及金融或气象模拟等高性能计算领域，并采用英特尔22纳米制程工艺。该产品将单个芯片上内核的集成度扩充至50个以上。

英特尔中国有限公司服务器平台产品经理贺晓东

    而且从 2010 年下半年开始，英特尔将进一步扩展该项目范围，以打造一系列支持英特尔集成众核（MIC）架构的开发工具。英特尔集成众核（MIC）架构产品和英特尔至强处理器采用的通用软件开发工具和优化技术将支持多种编程模式。

    此外，菲利浦•蒂埃里还给本次参会的石油、电力等用户带来了英特尔百亿亿次计划。 “此前，我们曾预测在2008年高性能计算将进入千万亿次（Petaflops）时代，这个已经被事实证明是正确的。基于此前的预测，我们再次预测到2019年，高性能计算将进入百亿亿次（Exaflops）时代。”菲利浦说。

    菲利浦描绘的百亿亿次计算机具有如下特征：计算能力将是现有HPC的50倍，内存吞吐量是现有的100倍，通信是160倍，磁盘和存储是30倍。“很显然，用目前的处理器架构来搭建百亿亿次计算机还存在很大挑战。比如在能耗、计算能力方面，因此英特尔正在积极进行相关研究。”菲利浦表示。

    据他透露，英特尔、Forschungszentrum Julich（FZJ）和ParTec将签署一个为期多年的协议——在德国于利希（Julich）建造一个ExaCluste 实验室（ECL），用于研发百亿亿次及更高性能的计算机。

    对于百亿亿次是否会与中国石油行业立刻进行结合，菲利浦•蒂埃里表示，“不见得中国石油行业马上会选择百亿亿次的超级计算机。但是有一点是可以肯定的，石油行业对于高性能计算的需求与日俱增，百亿亿次的推出将让石油行业客户大有获益。”