油价已经成为国民经济中牵一发而动全身的要素，伴随着中国全面进入汽车时代，油价的波动愈发和老百姓的生活息息相关。为了缓解石油紧缺带来的压力，一方面是全社会倡导节约用油，另一方面则是更多则是通过技术手段多找油，以满足社会的需求，两者合起来则称之为开源节流。
节约用油需要通过全社会的宣传教育和节约意识的提升，而多找油或者更加精准地找油，则需要更多的科技手段，其中最重要的一个手段，就是高性能计算。
7月5日至8日，数十位石油行业的专家齐聚古都南京，迎来了一年一度的英特尔高性能计算研讨会。这项由英特尔携手合作伙伴创立的围绕石油、电力等能源行业的高性能计算论坛已经举行了五届，今年则是第六届。包括中国石化石油物探技术研究院副院长兼总工程师赵改善、中国石油东方地球物理公司研究院处理中心总工程师赖能和、英特尔能源及高吞吐计算团队高级主管工程师菲利浦•蒂埃里（Philippe Thierry）、英特尔（中国）有限公司企业解决方案部石油天然气行业资深企业客户经理杭晓东等嘉宾出席了本次论坛。
杭晓东表示，未来中国对石油的需求会越来越强烈，对于石油勘探的效率和精度的要求也将与日俱增，而高性能计算已经成为提升石油勘探效率和精度的最有效的武器。伴随着英特尔至强E5的问世以及即将问世的基于集成众核（MIC）架构的至强融核的到来，英特尔将联合产业链合作伙伴向石油、电力等用户提供更高性能和更低功耗的超级计算机，为中国的“找油”事业再立新功。
石油需求拉动HPC应用
由于钻井的费用非常高昂，每打一口油井，其花费往往都会达到上千万甚至是上亿元，为提高石油勘探的能力和效率并降低其成本，石油企业目前较为普遍采用地震波法来勘探油藏。
所谓地震波法，就是用炸药在地面激起人工地震波，这种地震波可传入地下深处，并在碰到不同形态的地质构成时形成不同的反射波，这些反射波经地面的检波器收集、转变成电子信号后可存储为数据，通过对这些数据进行计算处理，人们就能清晰地摸拟还原出勘测区域的地下地质构造，并找到那些存有石油或天然气的岩层的精确位置。由于地震波法勘探收集的数据通常都以TB计，甚至在近年来海洋油气勘探所采集的数据都已开始向PB的规模发展，这些海量数据的处理只有借助高性能计算机，才能在最短的时间内完成，以实现最佳的勘探效益。
作为我国石油勘探的领军单位，中国石化石油物探技术研究院和中国石油东方地球物理公司研究院每年在高性能计算方面的投入以千万计。与此同时，他们还在积极探索更加适合中国国情的计算模型和方法，以使得油藏数据处理更加高效。
中国石化石油物探技术研究院副院长兼总工程师赵改善介绍，上世纪80年代每平方公里的地震勘探数据量为3-36MB，进入上世纪90年代采用3D技术后迅猛增加到每平方公里200-1600MB，而到了2010年，每平方公里的数据量高达30-300GB。地震数据源的增加，和多源地震（最高一天采集40000炮以上数据）和被动源地震（连续数据采集）密切相关。
为此，中国石化石油物探技术研究院通过构建大规模集群来满足数据处理的需求。目前，研究院主要集群系统CPU内核为11708核，可实现125TFlops的计算能力；GPU为112640核，可实现双精度123TFlops和单精度317TFlops的计算能力。但赵改善认为还远远不够，还需要继续投入以实现更快的地震数据处理能力。
中国石油东方地球物理公司研究院处理中心总工程师赖能和重点介绍了大规模数据中心的优化、管理及面临的挑战等问题。东方物探院处理中心通过合理配置CPU作业资源；采用不同品牌的存储，具有不同性能的I/O性能；利用SAN架构，建立全局性存储架构系统；利用数字化信息技术，提高高性能计算机的运维水平等手段，来优化数据中心的效率，提升高性能计算机的能效。
与此同时，东方物探院正面临着大数据的挑战，包括可控震源高效技术（ISSS）的应用，在阿曼、沙特等地的项目每天都会产生5-7TB的数据量，再加上物探院其它地方的项目，如何将快速地将数百TB的数据快速输入高性能计算机中，都是物探院面临的难题。为此，处理中心已经在5月初申请立项，额外追加投资建设高密度海量数据处理系统。在综合国外的经验后，服务器节点准备采用基于至强E5的2U机架产品，128G内存，但内置硬盘必须超过5TB，同时采用万兆以太网。
赖能和表示，石油勘探技术的不断创新，对高性能计算的需求越来越大。而伴随着石油勘探数据越来越大型和复杂，需要不断研究应对大数据的解决之道，东方物探院会密切跟踪和学习国外一些好的经验和做法，充分利用高性能计算机的能力，提升中国石油企业找油的精度和准度。
百亿亿级将助石油勘探
石油勘探对高性能计算机速度的追求，用赖能和的话来说，就是“永无止境”。目前全球石油勘探机构普遍使用的地震波勘探法，就是要对人工制造的、并由地下不同构造反射回来地震波进行采集分析，并将之转化成可视化的油藏模拟图像，帮助准确定位油气田的储藏。这一过程要涉及到TB级、甚至是PB级海量数据的快速处理，只有高性能计算机才能担此重任。
盘点最新的全球高性能计算机排行榜，千万亿次的超级计算机已经不是新鲜事。而到2018年，全球最快的计算机有望达到百亿亿次。百亿亿级高性能计算技术又能为石油勘探带来哪些新的助力呢？简而言之就是更高的相关数据处理效率与更出色的分析或模拟精度。百亿亿级高性能计算技术并不是高性能计算技术发展的终极目标，它只是未来数年这一领域能够达到的一个全新目标，但它所体现出的性能不断提升的趋势，却是石油行业用户以及所有正在利用高性能计算技术的行业用户们永远不变的追求。
去年6月的国际超级计算大会（ISC）上，英特尔公司向与会者分享了英特尔计划在2011－2020这个十年期的末期实现每秒百亿亿次浮点计算性能（ExaFLOP/S）的宏伟愿景。
在二十世纪80年代，高性能计算机的性能为GFLOP/s（每秒十亿次浮点运算），而今天最快的高性能计算机的性能已经是它的数百万倍了。据英特尔预测：到2013年，全球性能最强的前100套高性能计算机将使用总计100万颗处理器。到2015年，这个数字有望再翻一番；到2011-2020这个十年期的末期，预计这一数字将达到800万颗。英特尔还预测：2015年时，全球高性能计算机500强（TOP500）排行榜上排名第一的系统在性能上将有望达到每秒十亿亿次浮点计算，2018年时，它将越过每秒百亿亿次浮点计算的标杆，而到2011-2020这个十年期的末期时，地球上最快的计算机的性能则有望超过每秒4百亿亿次浮点计算。
英特尔能源及高吞吐计算团队高级主管工程师菲利浦•蒂埃里（Philippe Thierry）认为，要实现这一愿景，不仅需要行业与政府的通力协作，还需要采用英特尔集成众核（MIC）架构所开创的新方法。
今年6月18日，英特尔公司正式宣布未来所有基于英特尔集成众核架构（英特尔MIC架构）的产品将采用全新品牌——英特尔至强融核。第一代英特尔至强融核产品家族（代号为“Knights Corner”的协处理器）将于2012年年底推出，届时它将成为英特尔至强处理器 E5-2600/4600 产品家族的重要补充，并为高度并行的工作负载带来全新性能。其第一代产品将主要用于高性能计算（HPC）市场，而未来的英特尔至强融核产品还将满足企业数据中心和工作站的需求。
英特尔至强融核协处理器的主要优势在于具备出色的易用性，能够充分利用在英特尔架构上使用的常见编程模式、技术和开发者工具。由于它能够更充分地利用并行CPU代码，软件公司和IT部门将无需重新为其开发人员提供与加速器有关的专用编程模型的培训。
除了兼容x86编程模式外，英特尔至强融核协处理器还能够适用于专为高性能计算优化且高度并行的独立计算节点。它可以独立于主机操作系统来运行自己的基于Linux的操作系统。这一特性将可以为实施无法采用其它GPU技术的集群解决方案带来更大的灵活性。
在2012年国际超级计算大会上，英特尔宣布首个基于英特尔至强融核协处理器的集群已经投入使用，并在2012年6月发布的最新的第39届全球高性能计算机500强排行榜上位列第150位，具备了每秒118万亿次浮点计算的卓越性能。
为了让用户早日了解至强融核协处理器的性能和应用特性，英特尔还在全球范围内进行了“Knights Corner”的试用和测试计划。东方地球物理公司研究院就是其中的试用单位之一，赖能和总工透露，东方物探和英特尔在MIC芯片上合作紧密，正在做至强融核协处理器平台的迁移和测试。“Knights Corner”发布时将会有更多的信息公布。而出于对机房空间和功耗考虑，未来数据中心更需要像MIC架构的密集型计算。
除了至强融核外，英特尔还提供了至强E5处理器家族，包括至强E-2600/4600为高性能计算提供了主流的计算节点。
至强处理器E5产品家族一方面凭借对全新微架构设计，尤其是英特尔高级矢量扩展指令集（Intel AVX）的导入实现了本比上一代产品最高达两倍的高性能计算性能，另一方面通过对集成型I/O技术、板载万兆位以太网控制器等先进技术特性或功能的支持，为新一代存储及网络设备的研发奠定了基石，这使得基于它或利用了其出色技术特性的服务器、存储和网络设备所构建的高性能计算系统，也能够全面实现计算、存储和网络通信性能的优化，而且这样的高性能计算系统未来更便于导入云计算的技术或架构来实现更简易的系统扩展和更灵活的作业安排。
目前，英特尔已经领跑于各个行业的高性能计算应用领域。在石油勘探方面，英特尔的领先地位更为明显——在今年6月发布的第39届高性能计算机500强排行榜上，总计14套与地球物理应用相关的上榜系统全都是基于英特尔架构构建，而于去年11月发布的2011年中国高性能计算机100强排行榜上，所有与石油勘探应用相关的上榜系统也全部采用了英特尔至强处理器。
这些成绩的获得，与英特尔的技术创新以及与客户长期深入的合作密不可分。在经济飞速发展的中国市场，石油能源的重要性不可言喻。在英特尔的全力支持下，中国石油行业用户已经迈开在高性能计算应用领域快速发展的步伐。相信在不久的将来，来自英特尔的更为先进的技术可以帮助中国用户克服更多挑战，铺平未来的发展之路。百亿亿级计算，看似遥不可及的目标，在英特尔的努力、生态系统合作伙伴的支持与客户的认可下，也许并不遥远。
