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    大慶油田，一個新中國工業(yè)時代的光輝縮影，在信息時代依然敢為人先，繼續(xù)為榮譽和使命而戰(zhàn)。

　　上世紀(jì)90年代以前，大慶油田曾經(jīng)獲得一次國家特等獎，那是為了獎勵該油田開發(fā)的率。而今，大慶油田正在申報的國家獎項的主題已是持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、技術(shù)攻關(guān)。從1996年以后，大慶油田每年探明儲量的增長箭頭一直向上，這對于一個開發(fā)多年的老油田來說，并不完全是大自然的恩賜，更多地是通過跨領(lǐng)域聯(lián)合攻關(guān)，清楚地認識地質(zhì)情況所得到的回報。

　　現(xiàn)在，聯(lián)合攻關(guān)越來越多地依賴于信息技術(shù)。計算作為信息技術(shù)王冠上的明珠，為石油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了有力的支撐平臺。

　　把地球的“內(nèi)臟”弄清楚

　　在計算的不同商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，石油行業(yè)從應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用水平上都排在位。大慶油田勘探開發(fā)研究院總工程師張鐵剛作為一名“我為祖國獻石油”多年的老兵，親歷了石油行業(yè)技術(shù)平臺的多代發(fā)展。他常年帶領(lǐng)團隊進行地震（一種人為的勘測手段）數(shù)據(jù)的處理，并解釋成三維地質(zhì)模型，直接服務(wù)于油氣勘探。像他這樣的技術(shù)人員，被親切地稱為給地球“做透視”的人。

　　“如果沒有計算，我們現(xiàn)在極難再找到油氣。”張鐵剛說，“石油和天然氣早過了高峰發(fā)現(xiàn)期。松遼盆地北部的資源探明率已達54%以上，探明程度和發(fā)現(xiàn)難度不斷增加，油氣勘探開始向深層、沙漠、海洋和極地進軍，油氣藏類型也向著中小型隱蔽油氣藏的方向發(fā)展。”因此，老油田的二次開發(fā)就成為石油公司穩(wěn)產(chǎn)的重要手段。“老油區(qū)已開發(fā)的油田仍然是勘探的主戰(zhàn)場，不可能總盯著新區(qū)。在大慶油田做做工作，多找?guī)讉�年產(chǎn)幾十萬噸的小區(qū)塊，也會為國家供油起到很大作用。”

　　對曾經(jīng)遺漏油氣藏的地段進行重新梳理和二次開發(fā)，勘測難度明顯要大得多，地學(xué)綜合研究也就必須要跟上。基于地學(xué)研究成果，開采時可以降低生產(chǎn)成本，也能找到更多的剩余油氣藏。據(jù)張鐵鋼介紹，地震勘探技術(shù)在地質(zhì)研究中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，它提高了圈閉判別、儲層識別和油藏精細描述的精度。但與此同時，野外采集的數(shù)據(jù)量成倍增長，數(shù)據(jù)處理、三維可視化解釋、地學(xué)綜合研究分析工作量不斷加大，計算平臺的壓力也隨之加大了。

　　“大慶油田，包括山東、克拉瑪依這些老油田，每年都有新發(fā)現(xiàn)。這真就是得益于地震技術(shù)。如果沒有高質(zhì)量的地震資料、高密度采集的資料加上有效的計算處理，我們不可能有那么多的發(fā)現(xiàn)。”張鐵鋼認為，從需求上來講，未來十年內(nèi)，石油行業(yè)對計算還有很大需求。

　　作為英特爾長期的戰(zhàn)略合作伙伴，大慶油田一直在跟進計算的技術(shù)演進和發(fā)展，已經(jīng)測試了新的至強7500和至強5600服務(wù)器。新節(jié)點的性能表現(xiàn)讓大慶油田開始考慮基于多路節(jié)點進行內(nèi)部的平臺升級和新模式嘗試，以滿足大規(guī)模連片地震資料解釋的需求。

　　張鐵鋼分享的數(shù)據(jù)顯示，在基于至強7500的四路四核服務(wù)器上，地震屬性提取可以比普通微機工作站提高30~50倍的工作效率。

　　呼喚創(chuàng)新性技術(shù)

　　英特爾在領(lǐng)域的投資涵蓋了軟硬件方面。硅工藝的技術(shù)進步直接帶來了單節(jié)點的性能不斷提升，更高的擴展性也使基于x86服務(wù)器的大規(guī)模機群擁有計算能力成為可能。

　　來自法國的英特爾能源及高吞吐計算團隊主管工程師菲利浦·蒂埃里長期從事石油行業(yè)用戶的技術(shù)支持工作。他不僅要與用戶通過將來生產(chǎn)計劃和規(guī)模的規(guī)劃共同確定用什么樣的系統(tǒng)，更重要的是，他還會借助英特爾的一系列專業(yè)工具，幫助用戶進行性能調(diào)優(yōu)。像他這樣直接與用戶進行密切合作的研究者，在英特爾還有很多。他們分布在全球，共同組建了隸屬于英特爾軟件與服務(wù)事業(yè)部的石油行業(yè)專業(yè)團隊。

　　“我們經(jīng)常問石油客戶，在處理器技術(shù)上是不是做了足夠的剖析。并沒有什么新技術(shù)像魔法一樣，可以解決所有問題。我們要盡可能保證客戶不會付出額外的代價，盡可能使處理器保持以優(yōu)效率持續(xù)工作。”菲利浦·蒂埃里在接受記者采訪時表示，英特爾一直在關(guān)注應(yīng)用性能的擴展，不只一直努力提升關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，同時也十分關(guān)注用戶的軟件開發(fā)與性能優(yōu)化，“我們面向未來的指令集架構(gòu)保持了向前和向后兼容，并且提供一整套開發(fā)工具和編譯器簡化軟件開發(fā)。”菲利浦·蒂埃里認為，未來HPC的發(fā)展將引發(fā)一場軟件革命：豐富的編程環(huán)境、可擴展的代碼調(diào)試與優(yōu)化、管理多樣的異構(gòu)環(huán)境、采用一致性和可用的編程模式都非常值得關(guān)注。這也突出表現(xiàn)在英特爾新公布的一項成果——集成眾核（MIC）產(chǎn)品上。

　　英特爾宣布即將推出集成眾核的協(xié)處理器而非GPGPU。這是基于研發(fā)Larrabee和英特爾研究部門的單芯片云計算機的成果之上的。“英特爾的MIC產(chǎn)品重要的一點，就是不僅會提升性能，同時軟件開發(fā)工具與現(xiàn)在并無不同。英特爾的編譯器、線程庫、MKL數(shù)學(xué)庫的使用模式都是完全不變的，只是增加了新的支持MIC的功能。這樣就解決了軟件的開發(fā)和使用問題。”菲利浦·蒂埃里說。

　　英特爾預(yù)計，在2019年，百億億次計算機將問世。“我們成功推算了千萬億次計算機問世的時間。繼續(xù)外推，十年后我們就將具有百億億次的計算能力。”菲利浦·蒂埃里表示，要用當(dāng)前的處理器來實現(xiàn)百億億次計算機將帶來很大挑戰(zhàn)，英特爾必須要有新技術(shù)來解決新的問題。“我們在歐洲建立了百億億次實驗室。我主要負責(zé)跟法國能源署和一個法國大學(xué)來研究，制造出這樣的系統(tǒng)之后，軟件的開發(fā)模式怎么能適應(yīng)成千上萬的核和大規(guī)模擴展應(yīng)用。”

　　只選適用的

　　石油行業(yè)的很多應(yīng)用其實是受到了計算能力的限制。逆時偏移技術(shù)的理論基礎(chǔ)早都有了，就是因為計算資源滿足不了大數(shù)據(jù)量的處理需求，所以才難以得到推廣。從這個意義上講，石油行業(yè)對于計算的需求是無止境的。

　　張鐵鋼表示，石油行業(yè)用戶講究適用，關(guān)心技術(shù)的進步和發(fā)展，也關(guān)心如何才能買到高性價比的產(chǎn)品。在系統(tǒng)的構(gòu)建和規(guī)劃上，英特爾的計算部門為他們提供了實實在在的支持。

　　英特爾中國HPC系統(tǒng)架構(gòu)師陳健曾為很多石油行業(yè)用戶提供過技術(shù)咨詢和建議，他認為，應(yīng)該根據(jù)用戶應(yīng)用對硬件的實際需求去選購優(yōu)化設(shè)計的機群系統(tǒng)。

　　他建議石油用戶采用四步法構(gòu)建大型機群系統(tǒng)：步，是選擇真實的測試應(yīng)用和負載，比如有代表性的地震資料處理、地震資料解釋、油藏模擬應(yīng)用；第二步，是收集現(xiàn)有平臺的主要指標(biāo)，包括CPU、內(nèi)存、磁盤讀寫、網(wǎng)絡(luò)通信等系統(tǒng)級指標(biāo)，以及代碼效率、浮點指令、訪存等微架構(gòu)級指標(biāo)；第三步，在此基礎(chǔ)上，就可以分析新舊平臺存在的差異，并且對關(guān)鍵的特征指標(biāo)做POC驗證，針對內(nèi)存帶寬、高主頻、存儲延遲等各種應(yīng)用的實際需求，決定應(yīng)該采用的處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和存儲；第四步，就可以終綜合考慮并確定方案了。

　　作為擁有亞洲大的地震資料處理中心的專業(yè)石油服務(wù)公司，中國石油東方地球物理公司還在陸續(xù)引進新機群，這些機群全部采購了至強5600處理器。新技術(shù)的引入，進一步增強了東方地球物理公司的競爭實力。“我們大幅度提高了復(fù)雜區(qū)域地質(zhì)構(gòu)成的成像精度，能提供更好的服務(wù)質(zhì)量，現(xiàn)在還在理順收費價格等問題。”中國石油東方地球物理公司研究院處理中心總工程師賴能和認為，基于多核CPU技術(shù)的高密度服務(wù)器將成為計算的發(fā)展趨勢，而且綠色環(huán)保技術(shù)將廣泛應(yīng)用到計算領(lǐng)域當(dāng)中。毋庸置疑的是，復(fù)雜地震成像等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將需要更多的CPU。預(yù)計到今年年底，東方地球物理公司的運算能力將達到每秒380萬億次。