今年11月(yuè)，來(lái)自中國的(de)“天河(hé)二号”超級計算(suàn)機蟬聯世界最快(kuài)超級計算(suàn)機殊榮。國内外對(duì)“天河(hé)二号”的(de)評價除了(le)驚人(rén)的(de)計算(suàn)能力，還(hái)有對(duì)中國自主科技創新的(de)肯定。事實上，能代表中國自主研發科技進步的(de)不僅隻有“天河(hé)二号”，由中石油開發的(de)GeoEast系統也(yě)是我國突破國外技術封鎖、實現自主科技創新的(de)重大(dà)标志性成果。日前，由浪潮爲中石油設計構建的(de)高(gāo)性能計算(suàn)集群就将支持該系統的(de)運行，此外中石油還(hái)與浪潮聯合針對(duì)GeoEast系統中的(de)一些模塊進行了(le)調優，從而提高(gāo)了(le)系統運行效率。

石油行業是超級計算(suàn)機的(de)重要應用(yòng)領域，也(yě)是國外對(duì)我國實行技術封鎖的(de)重點行業。2003年以前，我國石油勘探的(de)軟件依然處于完全依賴進口的(de)階段，随著(zhe)我國石油産業在國際領域的(de)快(kuài)速發展，國外開始對(duì)我國石油行業實行技術封鎖，嚴重的(de)制約了(le)我國石油産業“走出去”的(de)步伐。在這(zhè)個(gè)背景下(xià)，中石油自主開發了(le)GeoEast系統，不僅滿足了(le)國内油氣勘探需求，還(hái)有力的(de)支撐了(le)我國在國際石油領域的(de)競争力。

GeoEast系統是一款地震數據處理(lǐ)與解釋協同工作的(de)一體化(huà)軟件系統，是超級計算(suàn)機在石油行業的(de)應用(yòng)軟件之一。它由近500個(gè)功能應用(yòng)模塊組成，能滿足陸地、海上等多(duō)地形、地質結構的(de)石油勘探模拟。世界十大(dà)石油公司的(de)美(měi)國雪(xuě)佛龍公司曾測試評價認爲GeoEast系統功能完備，運行穩定，擁有最先進的(de)偏移成像、四維去噪、有限差分(fēn)正演技術，與業界同類商業軟件相比表現出色。

中石油與浪潮攜手探索自主科技創新體現在兩個(gè)方面，一個(gè)是針對(duì)GeoEast系統的(de)應用(yòng)特征設計構建高(gāo)性能計算(suàn)集群;另一方面是雙方聯合展開針對(duì)GeoEast系統中的(de)一些模塊的(de)應用(yòng)調優和(hé)GPU應用(yòng)移植，以提升集群運行效率。

在集群的(de)設計構建方面，GeoEast系統對(duì)超級計算(suàn)機的(de)存儲能力、計算(suàn)能力和(hé)I/O通(tōng)訊能力都提出了(le)很高(gāo)的(de)要求。僅拿GeoEast系統的(de)其中一個(gè)模塊RTM舉例，就能将天河(hé)1A的(de)所有計算(suàn)節點用(yòng)滿。針對(duì)這(zhè)些應用(yòng)特點，浪潮憑借自身在石油勘探行業的(de)應用(yòng)經驗，設計出一套高(gāo)性能、低功耗、方便易用(yòng)和(hé)高(gāo)擴展性的(de)TS10000系統方案。

首先，浪潮設計構建的(de)這(zhè)套系統由404個(gè)計算(suàn)節點構成，整體峰值計算(suàn)性能達134萬億次，大(dà)大(dà)提升了(le)計算(suàn)效率。浪潮在此系統中采用(yòng)了(le)專門針對(duì)石油行業自主研發的(de)NF5270 M3 服務器。該服務器采用(yòng)Intel E5-2600系列Sandybridge處理(lǐ)器，配置128GB的(de)DDR3 1600内存、支持四通(tōng)道讀取，配置5×600GB SAS高(gāo)速硬盤，集成雙千兆以太網卡，支持IOAT網絡加速技術。此外，NF5270M3還(hái)充分(fēn)考慮了(le)低功耗的(de)需求，采用(yòng)高(gāo)效電源，相比其他(tā)系統，浪潮設計構建的(de)TS10000系統可(kě)爲用(yòng)戶每年節省将近20%的(de)電費。

其次，考慮到GeoEast是一種數據密集型和(hé)計算(suàn)密集型相結合的(de)應用(yòng)，對(duì)計算(suàn)和(hé)I/O 的(de)處理(lǐ)能力有很高(gāo)的(de)要求。大(dà)規模集群計算(suàn)節點如果無法獲得(de)高(gāo)速率的(de)數據傳輸性能，則大(dà)大(dà)降低集群系統使用(yòng)率，嚴重制約計算(suàn)能力的(de)發揮。浪潮TS10000 采用(yòng)開放的(de)IA架構，采用(yòng)高(gāo)速的(de)萬兆以太網絡将各個(gè)計算(suàn)節點進行互聯，大(dà)大(dà)提升通(tōng)訊效率;另外，浪潮還(hái)爲該系統配置了(le)浪潮Cluster Engine高(gāo)性能計算(suàn)服務平台，用(yòng)戶可(kě)精确快(kuài)速跟蹤資源使用(yòng)情況，有效管理(lǐ)HPC系統環境。

聯合進行GeoEast系統模塊的(de)調優方面，浪潮與中石油針對(duì)GeoEast系統中紋理(lǐ)屬性提取、多(duō)時(shí)窗(chuāng)傾角掃描、多(duō)尺度體曲率提取、特征值相幹、構造導向濾波、單頻(pín)屬性提取等6個(gè)模塊在CPU多(duō)線程的(de)應用(yòng)優化(huà)中取得(de)了(le)量級的(de)性能提升，大(dà)大(dà)提升了(le)集群中CPU的(de)使用(yòng)效率。同時(shí)，雙方合作開發的(de)基于GPU的(de)PSTM疊前時(shí)間偏移模塊和(hé)三維疊前RNA模塊的(de)應用(yòng)移植也(yě)取得(de)了(le)量級的(de)性能提升。據悉，經過調優後的(de)這(zhè)些模塊已運行在了(le)中石油海内外的(de)很多(duō)項目上。

負責此系統采購(gòu)的(de)BGP相關負責人(rén)對(duì)該系統目前的(de)運行狀态表示非常滿意，他(tā)們評價：“浪潮始終秉承專業、認真、高(gāo)效的(de)工作态度。在項目前期調研的(de)過程中，浪潮始終向我們提供最先進的(de)技術，并且提供最優的(de)應用(yòng)優化(huà)和(hé)測試方法。在測試結果上，浪潮的(de)系統表現非常突出。在方案設計過程中，浪潮充分(fēn)考慮到了(le)所需的(de)各方面需求。”

一直以來(lái)，中國始終把自主科技創新擺在發展首位。黨的(de)十八大(dà)報告強調指出：“科技創新是提高(gāo)社會生産力和(hé)綜合國力的(de)戰略支撐，必須擺在國家發展全局的(de)核心位置。”石油行業作爲我國重要的(de)能源産業，對(duì)我國經濟發展有巨大(dà)的(de)支撐作用(yòng)，自主科技創新顯得(de)尤爲重要。

浪潮多(duō)年來(lái)深耕HPC專業應用(yòng)，在HPC專業應用(yòng)、GPU計算(suàn)和(hé)MIC衆核計算(suàn)應用(yòng)移植方面擁有豐富經驗。此外，浪潮也(yě)一直在探索更多(duō)的(de)提升計算(suàn)性能、降低功耗的(de)新型計算(suàn)架構，并曾參與構建天河(hé)1A、天河(hé)二号和(hé)神威藍光(guāng)等世界級超級計算(suàn)機，掌控了(le)較多(duō)的(de)自主創新科技。浪潮本次與中石油的(de)攜手，相信将對(duì)我國石油行業領域的(de)自主科技創新産生巨大(dà)的(de)推動作用(yòng)。