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英特爾能源及高吞吐計算團隊高級主管工程師菲利浦•蒂埃里在“英特爾2010高性能計算研討會”上預測，2015年石油物探對高性能計算能力的要求將比今天提高2~5倍。他在談到對高速發(fā)展的高性能計算的發(fā)展時預測說，到2019年，就可能會出現(xiàn)百億億次（Exascale）高性能計算機。

百億億次計算： 高性能計算的升級

英特爾的百億億計算技術究竟是一個怎樣的戰(zhàn)略？是否成為高性能計算的另一個新起點，百億億次技術研發(fā)過程中會遇到哪些挑戰(zhàn)？對中國石油業(yè)究竟能帶來什么？記者日前采訪了菲利浦•蒂埃里先生。

菲利浦•蒂埃里介紹說，在Top500的推斷中，我們當時推出Petaflops{每秒浮點運算千萬億次(巨型計算機的計算速度單位，即1秒內浮點運算的次數(shù))}將在2008年出現(xiàn)，目前也驗證了這一點，在這個數(shù)據的基礎上，我們有信心繼續(xù)往外推，我們可以看到10年之后，從現(xiàn)在開始的10年內會得到每秒百億億次的計算。

要用今天的CPU實現(xiàn)百億億次計算有非常多的挑戰(zhàn)，一個非常顯而易見的問題是電力夠不夠，能源的消耗。今天的CPU由于能耗限制的問題可能做不了這件事情。于是英特爾克服困難用一些非常新的技術去解決這個問題。在歐洲、德國，英特爾公司建立了百億億次的實驗室做研究，在與美國能源署研究所軟件開發(fā)的模式，怎樣能夠適應成千上萬的核，首先需要怎樣用成千上萬的CPU去制造出一個百億次計算的機器，這是一個問題，其中還要解決能耗問題。

另一方面是編程模式。要開發(fā)大規(guī)模的可以擴展的應用是另外一個問題，我們如何應用才能夠擴展到如此大的規(guī)模。這兩方面，不管是軟件還是硬件都需要新技術，尤其是硬件技術。

菲利浦•蒂埃里進一步解釋道，說到百億億次對石油行業(yè)的影響，事實上石油行業(yè)現(xiàn)在的規(guī)模和復雜度都可以用得上。隨著石油資源越來越少，人們會發(fā)現(xiàn)石油開采會到更復雜的地質環(huán)境里。比如山區(qū)，它的地質需要非常復雜的模型和計算，這是很直接的作用。另外，我們不要肯定說10年內作為石油用戶來說一定要用到百億億次這么大的規(guī)模，但是水漲船高，隨著百億億次的大規(guī)模的計算技術的成熟，大部分的普通用戶實際上只是使用整個計算資源的一部分，這一部分之前大概是百萬億次，但現(xiàn)在就可以用到其中千萬億次這樣一個級別的資源就顯得很平常，這是一個藝術。在石油領域，我們知道現(xiàn)在僅僅把代碼編出來，就要付出兩到三個月的代價。

從聲波到彈性波 ： 找油的新希望

在石油行業(yè)找油的過程中，物探技術是決定尋找到油源的根本。菲利浦•蒂埃里在《石油勘探前沿技術開發(fā)應用及英特爾的高性能計算研究》的講演中指出，當前世界上前沿石油物探技術，已經從聲波的研究發(fā)展到彈性波的研究，讓采集到的資料得到更深入、更廣泛的應用，為石油勘探開發(fā)提供更為準確詳細的地質資料。

菲利浦•蒂埃里介紹說，如果按照科普層次的理解，用聲波測試的方式或者聲波傳播的方式獲得波的反演計算出地層的結構。真正的波有各種形態(tài)，目前我們只抓了最主要的，地震時有P波和S波，P波是我們接觸的最快的波，S波分布的比較散。鑒于目前計算資源和計算模型，我們就可能采取P波的波動方程。聲波有一定的頻率范圍，它是最接近于聲學模式的。真正在做地質勘探的時候，聲波里攙雜了很多速度比較慢的低頻波，這些波反映了巖石和地層其它的一些精細結構。這些結構如果也把它采集出來，數(shù)據量會增加的非常大，計算上幾個波算模型要做耦合，計算量顯得非常大，帶給石油勘探計算量也非常高。石油公司未必會采用彈性波，但是對于油服務公司，這就成為其差異化服務，能夠提供更精細的找油服務。如特殊的海床石油，現(xiàn)在的T波無法反映具體的巖層結構，就需要采用彈性波。

“采用MPI（消息傳遞編程模型）并行編程的時候，每個進程之間參數(shù)是互相要通過廣播才能得到，這個做法很簡單，但造成的效果很差，沒必要這樣做。一開始分步進行，需要開展計算的部分結點可以先做一個初始化，再做下一步的時候，不要做全盤廣播，對計算部分沒有做任何優(yōu)化，優(yōu)化的是把初始化部分切塊進行。”菲利浦•蒂埃里補充說，這項新技術將會讓人類在地質更復雜更艱難的地區(qū)尋找石油成為可能。