中國石油集團東方地球物理公司研究院作為中國地球物理界最大的專業(yè)服務公司，研究重點處于地球物理勘探三大環(huán)節(jié)??采集、處理、解釋的后兩個環(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，承擔著研究院靠前處理、解釋等綜合服務。
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算機才能對這些數(shù)據(jù)進行復雜的室內(nèi)處理。大港分院曾友愛副院長介紹說：地震勘探的核心是對地震波數(shù)據(jù)的采集、處理和解釋，最后盡可能真實地反映地下的地質(zhì)構(gòu)造。
數(shù)據(jù)處理的難點在于數(shù)據(jù)量大、運算量大。一方面，在地震勘探數(shù)據(jù)的處理方式上，更先進有效的計算方式要求更快的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)量呈幾何級數(shù)的增長，如何能夠批量處理較多的任務對大港分院的處理系統(tǒng)設備提出了新的挑戰(zhàn)。
刀片，少花錢多辦事
2004年1月大港分院選用了以HP刀片式服務器為節(jié)點組成的高性能計算集群系統(tǒng)，并安裝了CGG、Geodepth等處理軟件。
為什么選擇刀片服務器？對地球物理勘探這樣長期、大量使用高性能計算機的行業(yè)來說，為了解決超大數(shù)據(jù)量的計算處理問題，過去曾采用過主機帶陣列機、向量計算機以及90年代采用的大規(guī)模并行計算機，這些方式對于提高計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)越來越復雜，迭前偏移工作量越來越多，大量的迭前偏移處理任務需要越來越強大的計算性能。完全選擇基于Unix的超級計算機系統(tǒng)則需要巨額的投資，而隨著工業(yè)標準服務器的發(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，并還具有極強的可用性、可擴展性和可管理性，而且其性價比比基于Unix的并行機更為優(yōu)越，用它來完成密集算法，能夠大大節(jié)省成本。
大港分院副總工程師兼計算機服務中心主任張武斌介紹說：刀片式服務器作為一種高可用高密度的低成本服務器平臺，在高密度、易擴展和低成本方面都更適合地震資料處理的要求。和機架式服務器相比，刀片式服務器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：刀片服務器在通風、耗電等方面，比1U機柜更適合地球物理的應用；刀片式服務器集群節(jié)點密度高于傳統(tǒng)的1U機柜，而占地面積更少，可以在有限的空間整合巨大的運算能力，即使在未來增加更多的節(jié)點，也不需要考慮機房空間問題；在密集型的高性能計算中，刀片式服務器在布線和相互連接方面比傳統(tǒng)的機架式服務器又有很大的改進。使用刀片式服務器時，布線更加簡單。
地震資料處理對高性能計算系統(tǒng)的要求集中體現(xiàn)在計算處理速度快、存儲量大這兩個關(guān)鍵指標上。此次引進的HP ProLiant BL20P G2是一款帶有雙處理器的刀片式服務器，它采用高性能的英特爾至強 DP 2.8GHz/533 MHz處理器，帶有SAN存儲能力，支持多達8GB的PC 2100 DDR內(nèi)存和千兆以太網(wǎng)卡。此套高性能計算系統(tǒng)以HP Smart Array 500集群陣列盤柜作為存儲系統(tǒng)，由于MSA500提供了高速緩存讀寫比例調(diào)整功能，使寫的速度由20MB/s提升到60MB/s（實際測試值），很好地突破了傳統(tǒng)高性能計算系統(tǒng)在“寫”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)過近半年的安裝和試運行，系統(tǒng)在2004年7月22日正式投產(chǎn)。系統(tǒng)投產(chǎn)后，浮點計算能力達到每秒14000億次，實現(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。
張主任認為，以HP ProLiant BL20P G2為節(jié)點的高性能集群系統(tǒng)試運行以來，感覺之一是系統(tǒng)管理的便捷性?！癏P提供的集群系統(tǒng)管理軟件Cluster Management Utility具有強大的管理功能，而且它的遠程管理特性使我們能夠在任何終端管理集群系統(tǒng)，查看機器的運行狀況，無論服務器處于何種狀態(tài)。現(xiàn)在，我們在自己的辦公室里就可以管理這套系統(tǒng)，不必再跑到機房了，非常便捷?！庇捎贑MU具有將一個節(jié)點的系統(tǒng)磁盤分區(qū)克隆到其他集群節(jié)點的能力，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，HP ProLiant刀片服務器配置了HP Insight Manager 7，用戶采用這一基于Web的企業(yè)管理控制臺，可以通過Insight Manager管理所有的刀片式服務器，而且還能管理存儲、電源、打印機等。這些功能強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)百臺服務器。
現(xiàn)在，大港分院把原有高性能計算系統(tǒng)作為前端機，與HP刀片式服務器高性能集群系統(tǒng)通過光纖千兆網(wǎng)絡連接，有效解決輸入、輸出瓶頸，實現(xiàn)了內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)絡互聯(lián)，真正實現(xiàn)了處理、解釋一體化運作模式，全面提升了大港分院的生產(chǎn)力。借助強大的計算能力，大港分院能夠處理過去難以想象的任務，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：采用主頻為3.06Hhz的HP ProLiant DL380G2 2U機架式服務器
● 計算節(jié)點：主頻為2.8Hhz的HP ProLiant BL20pG2刀片式服務器
● 監(jiān)控分發(fā)節(jié)點：HP ProLiant DL380G2 2U機架式服務器
● 管理節(jié)點：HP ProLiant DL360 1U機架式服務器
● 互連網(wǎng)絡系統(tǒng)：HP ProCurve Switch 高性能網(wǎng)絡交換機
● 存儲系統(tǒng)：HP Smart Array集群陣列盤柜
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
