南京物探：破除效率与效果得兼之困

效率与效果的得兼

效率与效果，对于中石化南京石油物探研究所（南京物探）来说，有着特别的意义。这两个核心要素是高性能计算能力的直观体现，二者在实际工作中密切相关，却又常常因IT基础架构的限制难以兼顾。

南京物探主要进行地球物理高性能计算，要对勘探人员采集来的典型三维地震勘探数据进行处理。效率决定着能否更快地完成海量数据的处理工作，效果则意味着能否保证足够的计算精度以满足客户的需求。然而计算效率与计算效果的博弈常常困扰着南京物探。

“与国内外同行比，我们争取在同等效率下效果更好，同等效果下效率更高”。南京物探总工程师赵改善表示，实现这一目标的关键就是在更高性能的平台上实现更大规模的应用部署。基于全新英特尔微体系架构(代码Nehalem)的英特尔至强5500服务器平台的问世，让他为兼顾效率与效果增加了信心和底气。

全新架构提升性能

应用挑战

南京物探的日常工作属于科学计算，其最典型的计算特征就是对浮点计算的要求极高，对I/O吞吐量的要求紧随其次。此外，南京物探需要增大物理复杂度以及计算规模，同时还要缩短运行时间以获得更好的数据处理精度。而与此同时，地球物理模型还在不断演进当中，这些都直接导致了对计算性能的要求急剧攀升。

测试反馈

作为首批用户，南京物探先期试用了最新一代基于全新的英特尔微体系架构(的英特尔至强5500服务器平台。作为具有丰富使用经验的行业用户，他们并没有采用行业基准测试（Benchmark）来进行评测，而是选择实际应用来对比效果，其中包括3D叠前时间偏移、3D叠前深度偏移和正演。对比上一代四核处理器服务器平台，结果可以真实的反映新一代英特尔至强5500服务器平台四核产品在其应用环境下的性能表现。

英特尔至强5500服务器平台集成了大量创新性技术, 包括大幅增加内存带宽的和浮点计算能力的英特尔快速通道互联技术（Intel QuickPath Technology）和集成内存控制器（Integrated Memory Controller）；提升多线程处理性能的英特尔超线程技术（Intel Hyper-Threading Technology）和45纳米制程工艺等，可极大增强服务器在浮点运算及大I/O吞吐量计算时的性能表现。

实际测试结果也验证了这一点。对于时间偏移应用来讲，主频和线程最为关键，在相同主频下，英特尔至强5500服务器平台比上一代双路服务器系统性能提高65%；而在主频、线程以及内存带宽都至关重要的深度偏移应用测试中，相同频率下，英特尔至强5500服务器平台比上一代双路服务器系统性能提高了84%。这意味着，在能耗基本相同的情况下，新平台的性能比上一代取得了巨大的提升，实现了性能的线性扩展，超出了南京物探的试用预期。

智能计算降低能耗

能耗问题日益突出

“这两年我们对能耗也很介意，而以前并不太介意。”在南京物探的印象当中，2006年以前，因为规模并不大，电费开支相对较小，电力也足够用。而在规模激增后，电费和电力供应的问题就开始凸显出来。“我们去年的电费就达到了300多万，而那个时候系统还没有满负荷运行。另外，配电容量就这么多，申请扩容都申请不到。”在后期规划中，南京物探将全部搬迁新址，空间和配电都已没有扩展空间的数据中心也将随之搬迁。空间问题解决了，但配电仍然是大问题，额外增加一条线路需要耗资上千万元。因此，保证效果与效率的同时，但又能更高效的用电也成为了南京物探关注的重点。

节能势在必行

出于长期运行需求与稳定性考虑，南京物探的服务器系统常年7×24开机运行。但是石油勘探计算任务却存在季节性和周期性，很多地区都在春节前后完成野外数据采集，并需要尽快处理。因此在任务密集时，硬件平台在一段时间内都处于满载状态；而完成数据处理任务后，有相当长一段时间则处于低负载状态，这时降低服务器的空载能耗就变得至关重要。英特尔至强5500服务器平台可自动根据工作负载需求，在不影响工作性能的同时将处理器和内存能耗降至最低程度。此举大幅降低了整体系统能耗，为客户节省了大量能源开支，进一步提升了服务器的能效比的同时也更加环保。

结语

效果与效率，是性能的一体两面。以南京物探为代表的高性能计算用户，希望获得更高性能的同时获得更好的能效比。英特尔至强5500服务器平台提供了智能化的性能和自适应的高能效表现，融合了这些貌似矛盾的要求，为广大用户提供了新的IT架构建设思路。