中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院作為中國(guó)地球物理界最大的專(zhuān)業(yè)服務(wù)公司，研究重點(diǎn)處于地球物理勘探三大環(huán)節(jié)??采集、處理、解釋的后兩個(gè)環(huán)節(jié)。成立于2003年7月的東方地球物理公司研究院大港分院，承擔(dān)著研究院靠前處理、解釋等綜合服務(wù)。
隨著石油勘探和處理技術(shù)的發(fā)展，高精度地震勘探方式已成為油田勘探的主流。面對(duì)野外大數(shù)據(jù)量采集，地震資料處理必須借助高性能并行計(jì)算機(jī)才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的室內(nèi)處理。大港分院曾友愛(ài)副院長(zhǎng)介紹說(shuō)：地震勘探的核心是對(duì)地震波數(shù)據(jù)的采集、處理和解釋?zhuān)詈蟊M可能真實(shí)地反映地下的地質(zhì)構(gòu)造。
數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)量大、運(yùn)算量大。一方面，在地震勘探數(shù)據(jù)的處理方式上，更先進(jìn)有效的計(jì)算方式要求更快的CPU和主頻；另一方面，隨著石油勘探技術(shù)的進(jìn)步、采集精度的不斷增加，野外數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，如何能夠批量處理較多的任務(wù)對(duì)大港分院的處理系統(tǒng)設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)。
刀片，少花錢(qián)多辦事
2004年1月大港分院選用了以HP刀片式服務(wù)器為節(jié)點(diǎn)組成的高性能計(jì)算集群系統(tǒng)，并安裝了CGG、Geodepth等處理軟件。
為什么選擇刀片服務(wù)器？對(duì)地球物理勘探這樣長(zhǎng)期、大量使用高性能計(jì)算機(jī)的行業(yè)來(lái)說(shuō)，為了解決超大數(shù)據(jù)量的計(jì)算處理問(wèn)題，過(guò)去曾采用過(guò)主機(jī)帶陣列機(jī)、向量計(jì)算機(jī)以及90年代采用的大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)，這些方式對(duì)于提高計(jì)算速度和處理能力都起到了重要的作用。但隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，迭前偏移工作量越來(lái)越多，大量的迭前偏移處理任務(wù)需要越來(lái)越強(qiáng)大的計(jì)算性能。完全選擇基于Unix的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則需要巨額的投資，而隨著工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的發(fā)展，PC集群系統(tǒng)在主頻和處理能力方面已經(jīng)完全能夠勝任疊前偏移要求處理大數(shù)據(jù)量的任務(wù)，并還具有極強(qiáng)的可用性、可擴(kuò)展性和可管理性，而且其性?xún)r(jià)比比基于Unix的并行機(jī)更為優(yōu)越，用它來(lái)完成密集算法，能夠大大節(jié)省成本。
大港分院副總工程師兼計(jì)算機(jī)服務(wù)中心主任張武斌介紹說(shuō)：刀片式服務(wù)器作為一種高可用高密度的低成本服務(wù)器平臺(tái)，在高密度、易擴(kuò)展和低成本方面都更適合地震資料處理的要求。和機(jī)架式服務(wù)器相比，刀片式服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：刀片服務(wù)器在通風(fēng)、耗電等方面，比1U機(jī)柜更適合地球物理的應(yīng)用；刀片式服務(wù)器集群節(jié)點(diǎn)密度高于傳統(tǒng)的1U機(jī)柜，而占地面積更少，可以在有限的空間整合巨大的運(yùn)算能力，即使在未來(lái)增加更多的節(jié)點(diǎn)，也不需要考慮機(jī)房空間問(wèn)題；在密集型的高性能計(jì)算中，刀片式服務(wù)器在布線和相互連接方面比傳統(tǒng)的機(jī)架式服務(wù)器又有很大的改進(jìn)。使用刀片式服務(wù)器時(shí)，布線更加簡(jiǎn)單。
地震資料處理對(duì)高性能計(jì)算系統(tǒng)的要求集中體現(xiàn)在計(jì)算處理速度快、存儲(chǔ)量大這兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上。此次引進(jìn)的HP ProLiant BL20P G2是一款帶有雙處理器的刀片式服務(wù)器，它采用高性能的英特爾至強(qiáng) DP 2.8GHz/533 MHz處理器，帶有SAN存儲(chǔ)能力，支持多達(dá)8GB的PC 2100 DDR內(nèi)存和千兆以太網(wǎng)卡。此套高性能計(jì)算系統(tǒng)以HP Smart Array 500集群陣列盤(pán)柜作為存儲(chǔ)系統(tǒng)，由于MSA500提供了高速緩存讀寫(xiě)比例調(diào)整功能，使寫(xiě)的速度由20MB/s提升到60MB/s（實(shí)際測(cè)試值），很好地突破了傳統(tǒng)高性能計(jì)算系統(tǒng)在“寫(xiě)”功能上的局限性，有效加快了地震資料處理速度。
管理，便捷高效率
經(jīng)過(guò)近半年的安裝和試運(yùn)行，系統(tǒng)在2004年7月22日正式投產(chǎn)。系統(tǒng)投產(chǎn)后，浮點(diǎn)計(jì)算能力達(dá)到每秒14000億次，實(shí)現(xiàn)二維常規(guī)處理12000千米、三維常規(guī)處理6000平方千米、迭前偏移處理3000平方千米的年處理能力，使大港分院地震資料處理能力和處理水平獲得大幅度提升。
張主任認(rèn)為，以HP ProLiant BL20P G2為節(jié)點(diǎn)的高性能集群系統(tǒng)試運(yùn)行以來(lái)，感覺(jué)之一是系統(tǒng)管理的便捷性?！癏P提供的集群系統(tǒng)管理軟件Cluster Management Utility具有強(qiáng)大的管理功能，而且它的遠(yuǎn)程管理特性使我們能夠在任何終端管理集群系統(tǒng)，查看機(jī)器的運(yùn)行狀況，無(wú)論服務(wù)器處于何種狀態(tài)?，F(xiàn)在，我們?cè)谧约旱霓k公室里就可以管理這套系統(tǒng)，不必再跑到機(jī)房了，非常便捷?！庇捎贑MU具有將一個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)磁盤(pán)分區(qū)克隆到其他集群節(jié)點(diǎn)的能力，使大港分院能夠在3天內(nèi)就完成了集群系統(tǒng)的安裝。
同時(shí)，HP ProLiant刀片服務(wù)器配置了HP Insight Manager 7，用戶(hù)采用這一基于Web的企業(yè)管理控制臺(tái)，可以通過(guò)Insight Manager管理所有的刀片式服務(wù)器，而且還能管理存儲(chǔ)、電源、打印機(jī)等。這些功能強(qiáng)大的管理軟件使大港分院IT人員能夠更高效、更低成本地管理和控制數(shù)據(jù)中心的數(shù)百臺(tái)服務(wù)器。
現(xiàn)在，大港分院把原有高性能計(jì)算系統(tǒng)作為前端機(jī)，與HP刀片式服務(wù)器高性能集群系統(tǒng)通過(guò)光纖千兆網(wǎng)絡(luò)連接，有效解決輸入、輸出瓶頸，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)了處理、解釋一體化運(yùn)作模式，全面提升了大港分院的生產(chǎn)力。借助強(qiáng)大的計(jì)算能力，大港分院能夠處理過(guò)去難以想象的任務(wù)，提供更加優(yōu)質(zhì)的處理和解釋成果。
相關(guān)鏈接
系統(tǒng)成員表
硬件系統(tǒng)
● I/O節(jié)點(diǎn)：采用主頻為3.06Hhz的HP ProLiant DL380G2 2U機(jī)架式服務(wù)器
● 計(jì)算節(jié)點(diǎn)：主頻為2.8Hhz的HP ProLiant BL20pG2刀片式服務(wù)器
● 監(jiān)控分發(fā)節(jié)點(diǎn)：HP ProLiant DL380G2 2U機(jī)架式服務(wù)器
● 管理節(jié)點(diǎn)：HP ProLiant DL360 1U機(jī)架式服務(wù)器
● 互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：HP ProCurve Switch 高性能網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)
● 存儲(chǔ)系統(tǒng)：HP Smart Array集群陣列盤(pán)柜
軟件系統(tǒng)
● 操作系統(tǒng)： Redhat Linux 7.3
● 集群監(jiān)控系統(tǒng)：HP Insight Manager、ProCurve Manager等
● 集群管理系統(tǒng)和集群部署系統(tǒng)：采用Cluster Management Utility（CMU）
● 并行環(huán)境：支持PVM、MPI
● 作業(yè)管理系統(tǒng)：OpenPBS
