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    作者:范平

    缓解能源之痛 高性能计算成治本良方

         [ 中关村在线 原创 ] 暂无评论

      前面讲了这么多石油与高性能计算方面的问题,那么,它们之间到底有何关系呢?

      由于油田在地下并不是以所谓“油海”的形式存在,而是由一个个彼此隔离的“葡萄串”组成的,因此在不够精准的勘测结果面前,人们只能多钻井进行尝试,而且只有将油井钻到一个储有石油的“葡萄”顶部,才算是大功告成。然而,钻井的费用是非常高昂的,每打一口油井,其花费往往都会达到上千万甚至是上亿元,为提高石油勘探的能力和效率并降低其成本,石油企业很快就开始在勘探中采用了更为先进的地球物理方法,尤其是地震波法。

    缓解能源之痛 高性能计算成治本良方
    利用高性能计算摸拟油藏分布图(图片来自网络)

      所谓地震波法,简而言之就是用炸药在地面激起人工地震波,这种地震波可传入地下深处,并在碰到不同形态的地质构成时形成不同的反射波,这些反射波经地面的检波器收集、转变成电子信号后可存储为数据,通过对这些数据进行计算处理,人们就能清晰地摸拟还原出勘测区域的地下地质构造,并找到那些存有石油或天然气的岩层的精确位置。由于地震波法勘探收集的数据通常都以TB计,甚至在近年来海洋油气勘探所采集的数据都已开始向PB的规模发展,这些海量数据的处理只有借助高性能计算机,才能在最短的时间内完成,以实现最佳的勘探效益。

        英特尔的百亿亿级高性能计算愿景

      2011年6月20日,在当时举办的国际超级计算大会(ISC)上,时任英特尔公司副总裁兼数据中心事业部总经理的施浩德(Kirk Skaugen)向与会者分享了英特尔计划在2011-2020这个十年期的末期实现每秒百亿亿次浮点计算性能(ExaFLOP/S)的宏伟愿景。

      施浩德在详解该愿景时指出,高性能计算(HPC)市场增长潜力巨大。在二十世纪80年代,高性能计算机的性能为GigaFLOP/s(每秒十亿次浮点运算),而今天最快的高性能计算机的性能已经是它的数百万倍了。反过来,这也增加了市场对用于高性能计算领域的处理器的要求。据英特尔预测:到2013年,全球性能最强的前100套高性能计算机将使用总计100万颗处理器。到2015年,这个数字有望再翻一番;到2011-2020这个十年期的末期,预计这一数字将达到800万颗。英特尔还预测:2015年时,全球高性能计算机500强(TOP500)排行榜上排名第一的系统在性能上将有望达到每秒十亿亿次浮点计算,2018年时,它将越过每秒百亿亿次浮点计算的标杆,而到2011-2020这个十年期的末期时,地球上最快的计算机的性能则有望超过每秒4百亿亿次浮点计算。

      施浩德表示,要实现这一愿景,不仅需要行业与政府的通力协作,还需要采用英特尔集成众核(Intel Many Integrated Core,Intel MIC)架构所开创的新方法。管理互联网共享数据的爆炸性增长、寻求应对气候变化的解决方案、管理不断增加的自然资源(如石油和天然气)开采成本以及应对各种各样的其他挑战,都需要更多的计算资源,而这些资源只能依靠越来越多的高性能超级计算机来提供。

      英特尔的平衡计算理念及相关创新

      英特尔公司认为,要推动高性能计算的快速可持续发展,除要提供专为高度并行化应用优化的集成众核架构产品外,还需要平衡计算理念及相应产品技术创新的支持。而所谓平衡计算理念,就是指整个数据中心的IT设备(包含服务器、存储设备、网络设备)就相当于一个智能的大脑,担负计算任务的服务器就如同其专门判断和处理信息的神经元;存储设备则是可以收纳海量信息,并随时准备接受访问和更新的记忆细胞,而网络就是连通所有这些神经元和记忆细胞的神经连接,惟有三者在性能和功能上尽量实现平衡,才能实现最无缝的配合,以及1+1+1>3的应用效果。

      目前英特尔平衡计算理念的最佳实践载体,就是于今年三月上市的英特尔至强处理器E5产品家族。针对财务分析、媒体内容制作和高性能计算等计算密集型应用,该产品家族不但通过创新的微架构设计,例如对英特尔高级矢量扩展指令集 (Intel AVX)实现了比上一代至强处理器5600产品家族提升高达两倍的性能,而且由于在业内率先在处理器中集成支持PCI Express* 3.0标准的I/O控制器,以及在处理器中内置了英特尔集成I/O(英特尔IIO)和英特尔数据直接I/O(英特尔DDIO)技术,以及在平台层面以英特尔万兆位以太网控制器X540来提供低成本、低功耗的板载局域网(LOM)功能,至强处理器E5平台还为开放架构存储设备和网络设备的性能的提升及功能的丰富化奠定了坚实基础,为产业界推出下一代存储和通信系统,与先进的服务器搭配以迈向平衡计算带来了更强的助力。

    标签:服务器CPU
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