賴能和：不要看CPU了

“不用太過看重CPU，現(xiàn)在的CPU已經(jīng)非�？炝�。”賴能和談到，從2007年的宜賓到2013年的哈爾濱，七屆高性能計算會議一路走來，他看到了x86架構處理器在過去七年不斷的加速、加速、再加速，處理器的性能不斷提升，而且“是完全不需要關心它(CPU)的性能提升速度和步伐”，在這樣的背景下，石油行業(yè)的高性能計算卻仍然遇到了挑戰(zhàn)。

賴能和談到，伴隨油氣勘探采集與處理新機遇的，是高密度海量數(shù)據(jù)處理正面臨新的挑戰(zhàn)：1、可控震源高效采集技術快速發(fā)展并廣泛應用;2、高密度、高覆蓋采集與處理技術提高勘探深度;3、高密度財季成為新的趨勢，數(shù)據(jù)體越來越大。

“高頻率、寬頻帶單點、單源的高效采集技術，使得每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大增，總數(shù)據(jù)量相關前約270TB，相關后90TB，一天就是7.5TB的數(shù)據(jù)(相關前)，現(xiàn)在一炮(探測炸點)的數(shù)據(jù)相關后就是490MB，但是往往一天就要放5000炮。”賴能和認為，石油能源行業(yè)的地質(zhì)、地震勘探正在朝著三維化、立體化、高密度、高覆蓋度發(fā)展，這有效提高了對地層探測的精確程度和成像效果，但問題是：數(shù)據(jù)量越來越龐大，而高性能計算集群的計算性能卻永遠滿足不了需求。

“CPU計算資源需求和海量數(shù)據(jù)存儲需求都在急劇增長，對傳統(tǒng)HPC技術提出了挑戰(zhàn)。”賴能和表示，無論是從總套數(shù)、每套核數(shù)、還是每套的計算性能上來看，油氣行業(yè)的高性能計算系統(tǒng)的水平都在提高，這說明高精度的地震成像、地質(zhì)勘探算法需要海量的處理器資源，但既然已經(jīng)買了很多的處理器，且處理器的性能提升越來越快，甚至“僅從計算量上來看已經(jīng)問題不大”，但為什么卻仍然難以滿足需求，無法得到更精確的處理結(jié)果呢?

賴能和答案是“效率”：“我們以前處理器的效率非常低，最高才百分之十幾，最低的時候只有2%，后來優(yōu)化之后，效率最高能夠接近40%，但是低的時候也只有15%，關鍵是要提高計算集群的效率。”賴能和提出，針對海量數(shù)據(jù)的高性能計算解決方案，要從五個角度來解決問題：

1、 高性能：采用最先進的CPU、PCIe架構

2、 高配置：采用大內(nèi)存、大內(nèi)置盤

3、 高帶寬：采用全線速、無阻塞的高速網(wǎng)

4、 高效率：采用高可擴展的并行存儲系統(tǒng)

5、 高吞吐：針對不同應用，選擇存儲軟硬件架構

“你像我們的第一套系統(tǒng)，投入了2000多萬，全部使用高性能并行存儲系統(tǒng)、10GbE萬兆以太網(wǎng)，而且都裝了5塊15k轉(zhuǎn)的6G SAS硬盤，使用雙路英特爾E5-2670服務器，經(jīng)過調(diào)優(yōu)后，并發(fā)運行后的效率從之前的最低3.65%現(xiàn)在提高到了44.37%。”賴能和說，這一數(shù)據(jù)實際上還有提升的空間，“通過優(yōu)化配置，處理器的利用率能夠大幅度提升，我的觀點是，先不用著急買處理器，先把自己現(xiàn)在的處理器用好了再說。況且用好了現(xiàn)在的東西，才好說再去買，到時候就可以說‘你看，我們已經(jīng)用的很好了’。”

賴能和還展示了一套大約2、3年前采購得高密度海量處理系統(tǒng)(基于至強X5660雙路服務器)的優(yōu)化結(jié)果：通過擴展24GB內(nèi)存到96GB，增加計算節(jié)點內(nèi)置盤及更換512K Cache的RAID卡，全面升級萬兆以太網(wǎng)，新增14個計算和I/O節(jié)點，并使用并行存儲系統(tǒng)取代原有的普通存儲——在作業(yè)數(shù)為10、50、100的測試中，此次改造分別提高了4倍、10倍和8倍。

“馬上我們計劃第三、四套高密度海量處理系統(tǒng)，除了使用英特爾至強E5-2670雙路服務器之外，我們會加大內(nèi)存、內(nèi)置盤以及使用萬兆以太網(wǎng)，只有這樣才不會浪費處理器極大的計算資源。”賴能和表示，使用高性能的處理器，必須要在網(wǎng)絡、內(nèi)置盤、帶寬等層面予以全面配合，再加上協(xié)處理器，才能夠達到想要的效果，處理器的效率才能夠發(fā)揮出來，因此他對HPC新技術的應用提出了基于石油行業(yè)的需求與展望。

1、 CPU+協(xié)處理器組成的協(xié)同計算平臺：基于多核、眾核CPU技術、CPU+協(xié)處理器或CPU+GPU組成的HPC和多路服務器仍將成為主要的應用平臺。

2、 高性能并行存儲軟硬件系統(tǒng)及固態(tài)硬盤SSD技術：以大容量、高性能、低功耗、低熱量和低噪音的并行存儲和新型節(jié)能存儲介質(zhì)技術將高速發(fā)展。

3、 高速網(wǎng)絡技術：萬兆網(wǎng)絡技術將成為應用主流。

4、 基于水冷等新型節(jié)能技術，將成為關注的重點。

5、 云或移動計算平臺：基于計算、存儲、可視化資源池等基礎設施整合的新的商業(yè)模式，將向用戶提供服務。