gpucpu协同并行计算在石油地震勘探资料处理中的应用全面介绍.doc

北京吉星吉达科技有限公司 GPUCPU协同并行计算CPC在石油地震勘探资料处理中的应用 联系人：刘钦，13801062963；佟小龙：13910137922 ..........................................................................................................................................................1 ..............................................................................................3 1、GPU的前生今世...........................................................................................................................3 2、GPU与传统CPU的主要区别.....................................................................................................3 3、GPU的优势...................................................................................................................................5 4、协同并行计算CPC的概念..........................................................................................................5 5、协同并行计算CPC的开发平台..................................................................................................6 6、协同并行计算CPC应用的成功事例..........................................................................................7 CPC....................8 1、在石油地震勘探资料处理中普遍使用的并行计算方法............................................................8 2、石油地震勘探资料处理中协同并行计算CPC的实现..............................................................9 CPC.....................................................10 1、测试1...........................................................................................................................................10 2、测试1的时效分析结果..............................................................................................................13 3、测试2...........................................................................................................................................13 4、测试2的时效分析结果..............................................................................................................14 ................................................15 1、非对称走时KIRCHHOFF叠前时间偏移算法简述......................................................................15 2、模型试验......................................................................................................................................16 3、实际资料（第三部分所用的测试资料）的处理效果分析......................................................17 CPC.................................................25 1、经济前景......................................................................................................................................25 1） 协同并行计算CPC是高性能计算机的发展趋势...................................................................25 2） 协同并行计算CPC将促进地震资料处理技术进一步的发展...............................................25 3） 大幅度降低处理系统软硬件的购置成本及运行费用.............................................................25 4） 在协同并行计算CPC的基础上，研发新一代处理系统.......................................................26 2、应用建议......................................................................................................................................27 1） 低成本建立超级计算中心........................................................................................................27 2） 建立现有处理中心的可低成本运行的辅助系统.....................................................................27 3） 对现有设备进行改造，大幅度提高运算能力.........................................................................27 4） 大力发展自主产权的协同并行计算CPC软件......................................................................28 ...................................................................................29 GPUCPU协同并行计算CPC在石油地震勘探资料处理中的应用 联系人：刘钦，13801062963；佟小龙：13910137922 1 近年来，石油勘探行业捷报频传，随之人们对地震资料处理重要性的认识也在逐步加深。

为满足生产需要，特别是叠前时间偏移作为常规处理技术以来，对大规模多节点并行机的需求与日剧增；同时，大规模并行机的占地大、功耗高等运营中的矛盾也日益突出 近期在高性能计算方面出现了一项全新的、具有革命性的技术：许多原来无法解决的问题现在可以用协同并行计算CPC来轻松实现，应用这项技术可以使地震资料处理中的许多矛盾迎刃而解 概括说:协同并行计算CPC给我们带来的好处是让人意想不到的！ 在石油地震勘探资料处理中，有一些处理步骤要进行大量的数学运算因此，在这个行业使用着最大规模、最先进的计算机，其目的就是进行大量的数学运算计算机的购买成本很高，其运行成本更是昂贵的惊人，比如要使用条件苛刻的机房、配备大功率的不间断电源、雇用大量的机器维护人员等等，要消耗不计其数的电费、资源、资金但是为了更大的利益-石油天然气的发现，限于技术的发展不得不如此 传统上，人们一提及超级计算机，往往想到的是机房里整柜整柜的庞然大物但你是否知道，如果用，你可以把原来超级计算机要做的事浓缩到一个普通的台式工作站或机架服务器中去呢？ 是媒体介绍的国外某大学的一个测试实例：“台式GPUCPU协同并行超级计算机击败服务器集群”，该大学原来用的计算机集群有512颗处理器核，构建成本很高；而如果换成一台拥有8个GPU的台式机（9800GX2），浮点运算能力相当，而成本却低廉很多。

当然，这个例子仅是对浮点运算能力的对比，有其局 GPUCPU协同并行计算CPC在石油地震勘探资料处理中的应用 联系人：刘钦，13801062963；佟小龙：13910137922 2限性，由于不同专业应用上的差别，应用效果不同但是，无可争议的是：GPUCPU协同并行计算CPC已经成为高性能密集计算发展的趋势 很幸运，经过艰辛地努力，我们实现了石油地震勘探资料处理中大量运算的协同并行计算CPC尽管过程绝非易事，但结果令人激动不已！对叠前时间偏移而言，经过多方测试对比，目前的结果是：装配了一个GPU的微机服务器的效率相当于50-200台单核CPU节点的效率视硬件配置不同而有差别，硬件成本不到目前普遍应用的大规模计算机群的十分之一，电费节省95以上同时，由于采用了精度更高的算法，地震资料处理结果的地质效果明显提高本文正是想告诉你这样的现实，并介绍实现它的途径和应用效果 GPUCPU协同并行计算CPC在石油地震勘探资料处理中的应用 联系人：刘钦，13801062963；佟小龙：13910137922 3 要想清楚什么是协同并行计算机和协同并行计算CPC，一定要明白什么是GPU，了解GPU的前生与今世。

GPUGPU是英文Graphic Processing Unit的缩写，即图形处理器早期的计算机也需要处理图形，但是那时候图形的处理相对简单，多数工作都交由中央处理器CPU来完成后来出现的3D加速器主要是处理纹理和像素，几何处理仍然要交由CPU进行计算，当时的业界也有一些高端图形处理产品具备几何处理器，但是其功能还是较弱，直到NVIDIA1999年推出了图形处理器GeForce 256，才把3D图形处理的全过程交由专门的高速处理器进行处理，GPU才真正开始迅速的发展GPU的计算能力在近10年间有了飞速的发展，同时可编程性也有了本质的提升，因此针对GPU编写一些复杂的计算程序成为了可能 GPU今天如果还把GPU称作“显卡”或“图形处理器”就不确切了准确的说，现在的GPU应该称为“大规模多线程并行处理器”或。