赖能和：不要看CPU了

赖能和：不要看CPU了

“不用太过看重CPU，现在的CPU已经非常快了。”赖能和谈到，从2007年的宜宾到2013年的哈尔滨，七届高性能计算会议一路走来，他看到了x86架构处理器在过去七年不断的加速、加速、再加速，处理器的性能不断提升，而且“是完全不需要关心它(CPU)的性能提升速度和步伐”，在这样的背景下，石油行业的高性能计算却仍然遇到了挑战。

赖能和谈到，伴随油气勘探采集与处理新机遇的，是高密度海量数据处理正面临新的挑战：1、可控震源高效采集技术快速发展并广泛应用;2、高密度、高覆盖采集与处理技术提高勘探深度;3、高密度财季成为新的趋势，数据体越来越大。

“高频率、宽频带单点、单源的高效采集技术，使得每天产生的数据量大增，总数据量相关前约270TB，相关后90TB，一天就是7.5TB的数据(相关前)，现在一炮(探测炸点)的数据相关后就是490MB，但是往往一天就要放5000炮。”赖能和认为，石油能源行业的地质、地震勘探正在朝着三维化、立体化、高密度、高覆盖度发展，这有效提高了对地层探测的精确程度和成像效果，但问题是：数据量越来越庞大，而高性能计算集群的计算性能却永远满足不了需求。

“CPU计算资源需求和海量数据存储需求都在急剧增长，对传统HPC技术提出了挑战。”赖能和表示，无论是从总套数、每套核数、还是每套的计算性能上来看，油气行业的高性能计算系统的水平都在提高，这说明高精度的地震成像、地质勘探算法需要海量的处理器资源，但既然已经买了很多的处理器，且处理器的性能提升越来越快，甚至“仅从计算量上来看已经问题不大”，但为什么却仍然难以满足需求，无法得到更精确的处理结果呢?

赖能和答案是“效率”：“我们以前处理器的效率非常低，最高才百分之十几，最低的时候只有2%，后来优化之后，效率最高能够接近40%，但是低的时候也只有15%，关键是要提高计算集群的效率。”赖能和提出，针对海量数据的高性能计算解决方案，要从五个角度来解决问题：

1、 高性能：采用最先进的CPU、PCIe架构

2、 高配置：采用大内存、大内置盘

3、 高带宽：采用全线速、无阻塞的高速网

4、 高效率：采用高可扩展的并行存储系统

5、 高吞吐：针对不同应用，选择存储软硬件架构

“你像我们的第一套系统，投入了2000多万，全部使用高性能并行存储系统、10GbE万兆以太网，而且都装了5块15k转的6G SAS硬盘，使用双路英特尔E5-2670服务器，经过调优后，并发运行后的效率从之前的最低3.65%现在提高到了44.37%。”赖能和说，这一数据实际上还有提升的空间，“通过优化配置，处理器的利用率能够大幅度提升，我的观点是，先不用着急买处理器，先把自己现在的处理器用好了再说。况且用好了现在的东西，才好说再去买，到时候就可以说‘你看，我们已经用的很好了’。”

赖能和还展示了一套大约2、3年前采购得高密度海量处理系统(基于至强X5660双路服务器)的优化结果：通过扩展24GB内存到96GB，增加计算节点内置盘及更换512K Cache的RAID卡，全面升级万兆以太网，新增14个计算和I/O节点，并使用并行存储系统取代原有的普通存储——在作业数为10、50、100的测试中，此次改造分别提高了4倍、10倍和8倍。

“马上我们计划第三、四套高密度海量处理系统，除了使用英特尔至强E5-2670双路服务器之外，我们会加大内存、内置盘以及使用万兆以太网，只有这样才不会浪费处理器极大的计算资源。”赖能和表示，使用高性能的处理器，必须要在网络、内置盘、带宽等层面予以全面配合，再加上协处理器，才能够达到想要的效果，处理器的效率才能够发挥出来，因此他对HPC新技术的应用提出了基于石油行业的需求与展望。

1、 CPU+协处理器组成的协同计算平台：基于多核、众核CPU技术、CPU+协处理器或CPU+GPU组成的HPC和多路服务器仍将成为主要的应用平台。

2、 高性能并行存储软硬件系统及固态硬盘SSD技术：以大容量、高性能、低功耗、低热量和低噪音的并行存储和新型节能存储介质技术将高速发展。

3、 高速网络技术：万兆网络技术将成为应用主流。

4、 基于水冷等新型节能技术，将成为关注的重点。

5、 云或移动计算平台：基于计算、存储、可视化资源池等基础设施整合的新的商业模式，将向用户提供服务。