曙光高性能机群打响找油“突击战”

　　缓解石油勘探引发高性能计算需求的曙光机群

　　中国石化石油勘探开发研究院是中国石化唯一从事油气地球物理研究开发的专业研究机构，承担着地震勘探工程规划、野外采集设计、地震资料处理和解释的重任。为了在石油存储量有限的条件下获得更大的先机和主动权，必须要提高石油勘探的准确度，缩短勘探时间，降低石油开采的成本，而这就需要获得更精确和丰富的数据，并通过高性能计算机进行计算分析，获得准确的资料解释。从某种意义上说，高性能计算机已经成为提升石油行业勘探水平、增强国际竞争力的关键所在。

　　曙光在该项目中选用了已经在石油行业大规模成熟应用的曙光TC4000A系统，包括计算系统、存储系统、输入/出系统、解释系统四个部分。系统共采用128个计算节点，10个I/O节点，由曙光R210A、A650、A620服务器、曙光DA7524磁盘阵列以及交换机、磁带库和绘图仪等构成，可达到256颗CPU的处理规模及20T的存储容量，真正做到了地震资料处理、解释一体化应用。同时，系统采用万兆端口与研究院的原有处理系统相联，为用户共同提供数据处理服务，为中国石化石油勘探开发研究院打造了具有强大处理能力的地震资料处理应用平台。

　　在石油勘探的高性能计算工作中，需要用复杂数据模型模拟实际的地质、地貌，并不断的对采集而来的各种参数进行测试，通过对地质数据的综合处理、解析，最终得到储油量的理论数据，整个运算过程是对高性能计算机运算性能的极大挑战。在整个机群系统中，曙光采用R210A服务器作为计算节点，该产品是双路1U高密高扩展的多功能64位服务器，采用当前先进的AMD Opteron 200系列处理器，拥有独特的AMD 64位架构和HyperTransport技术，可提供强大数据运算与处理能力，从容应对石油勘探数据处理的需求。在曙光的机群产品投入使用后，用户明显感觉到运算速度的提高，原有系统需要3个小时才能完成的初级数据量化处理，在曙光4000系统中，仅需30分钟就可完成。

　　在高性能计算机机群产品的使用过程中，数量巨大的计算节点产生大量的散热负荷需求和设备噪音，使得用户对机房的环境投资日益增加，已经成为制约机群和计算规模进一步扩大的瓶颈。曙光R210A服务器采用了高密度的机架式设计，独特高效的散热结构极大提高了系统的稳定性和散热效能，有效降低了机房空调设备的整体负荷。同时，R210A服务器还采用了超低音静噪技术设计，噪音低于其他同类产品10-15个分贝。设备整体安装后，用户测试机房内噪音低于58分贝，极大改善了用户机房的工作环境，展现了曙光静音服务器产品的优异特性。

　　在大规模数据处理机群中，I/O节点的功能是作为外部信息和机群计算节点之间沟通的桥梁，外部大量的计算题目和资源将通过I/O节点共享给计算节点，并且计算节点所得出的计算结果也由I/O节点向外提供，因此系统需要特别强大的I/O吞吐能力。在该机群系统中，曙光公司装配了拥有两块千兆网卡的天阔A620r-F服务器作为系统I/O节点，负责整个机群系统的数据存取和 I/O操作。为了保证I/O节点具有强大的数据传输能力，曙光技术人员将节点中两块千兆网卡进行绑定，同时作为数据传输模块使用，对外部提供NFS服务，最大限度地增加了I/O数据网络带宽。

　　该机群产品主要用于承载Omega大型处理软件，该软件具有处理、解释一体化功能，但同时由于其具有独特的数据库系统设计，在应用过程中对系统内存的要求较高，而地震数据处理中的数据量极大，数据库需要记录的量也非常多，需要有足够的空间来记录作业信息，因此，石油勘探研究院的数据库系统对于系统内存的要求非常高。曙光公司从提高内存容量、尽可能多地保存“近期读取数据”和提高处理器访问内存速度两种方式出发，对数据库系统进行了特殊的内存优化设计，使得内存控制器较以往的处理器在性能上有了很大改进，并且采用DDRII667的内存设计来保证数据存取的速度，配置8GB的内存来提升数据的命中率，从整体上极大幅度地提升了地震资料数据库的应用性能。

　　另外，曙光为石油勘探研究院搭建的4000A机群系统配置了曙光自主研发的机群监控系统和软件子系统，为系统提供了强大的监控和管理功能;并且所有的软硬件设备都被部署在曙光TC4000A机柜中，提供了整洁的布线环境，极大地方便了用户的管理和使用。

　　技术、服务双重优势的解决方案

　　曙光超级计算机群已经成熟应用于几十个领域的超大规模计算，在石油勘探领域等对高性能机群要求极高的行业也已经进行了广泛部署，获得了用户的极高评价。从用户的角度来看曙光的机群系统，具有易管理、扩展性强、稳定性高等优势。

　　首先，曙光的机群系统具有成熟的系统监控、管理技术，配置更简单直观的管理工具对大规模机群进行管理，极大地提高了机群的可管理性和工作效率。曙光机群所独有的曙光SKVM视频监控系统克服了传统KVM切换器布线复杂、扩展性差、不能远距离切换等缺点，采用菊花链式连接和普通网络传输，管理员可以在150m外进行KVM信号的切换，单一控制台可以操作管理多达128台服务器;并且曙光针对石油物探信息化平台的特点，设计了二层管理网络方案，保证各I/O节点的性能可以更迅速地通过核心交换机反映至系统管理员处。科学的系统监控和管理技术的应用极大地方便了系统的管理，提高了作业处理的效率。

　　随着计算机技术和互联网技术的飞速发展，用户对于大规模计算的需求也在急剧地增长，因此，大规模信息化系统对于扩展性和性价比都有着极高的要求。曙光机群系统全部配置通用、标准的服务器产品部件，打造了系统的高扩展特性，可最大限度的延长机群系统的技术生命周期，充分提高了用户的投资收益率。从整个产品的生命周期来看，曙光的机群系统是不可多得的、具有极高性价比的产品。

　　另外，由于高性能计算均为大规模系统应用，节点数目众多，对于供电的设计要求也非常严格，曙光的机群产品采用集中供电的设计方案，营造了整洁的机柜内部环境，极大地方便了用户设备调试和问题分析。并且，曙光机群电源有着良好的负载均衡技术，保证了每个节点服务器对外服务的独立性与安全性，保障了整体系统的可用性。

　　在服务方面，曙光为高性能机群用户提供的不仅仅是一套高性能的软硬件设备，更为用户提供了包括系统服务、应用支持、产品培训及后续升级等完善的售后服务体系。曙光为用户提供的五年原厂免费服务，不仅是对曙光产品过硬质量的有力证明，更是切实为用户提供使用和管理高性能服务器的应用支撑环境的郑重承诺，目的是使曙光高性能计算机群真正能够在用户的应用中发挥其最大的效益，最大限度的降低用户总体拥有成本。

　　结束语

　　从2001年到2007年间，曙光先后有近50套高性能计算机群用于石油物探生产作业，已具备解决国家关键战略性任务的实力。曙光TC4000机群作为当前国内最大的IDC数据处理主机之一，不仅成功打破了外国公司在中国石油物探行业的垄断，更以其极高的性能成熟应用于除石油行业以外的几十个高性能计算领域，为我国的高性能计算的发展做出了突出贡献。本次成功中标中国石化石油勘探开发研究院，必将为该院的石油物探工作提供更强大的动力，同时也为提高我国在能源开采领域的国际竞争力做出更大的贡献。