从性能出发--石油行业选择E5的理由

ZDNet至顶网服务器频道 4月9日 评论分析（文/孟庆）：在英特尔发布至强 E5-2600系列处理器之后，众多厂商相继发布服务器产品。而这些产品也不仅仅是处理器平台的升级，在服务器设计上也具有特色，进而使得已经趋向于标准化的x86生态体系有了各具特色的产品。HP ProLiant Gen8服务器产品就具有不少创新性的设计，这些特性尤其在能源领域具有较强的优势。

在HP Gen8服务器发布的时候，笔者与中国石油东方地球物理公司研究院处理中心的总工程师赖能和先生对此作了深入的探讨。他表示，以石油勘探为代表的能源领域高性能计算(HPC)主要发展有四个驱动因素：1、油气勘探的需求——作为不可再生能源的石油需求日益剧增，勘探的速度和条件要求HPC也快速发展；2、性价比的提升——这体现在两方面：以至强E5为代表的处理器的性能提升，价格上则更加经济，扩展灵活，总投资成本下降；3、完善的软件支持——相比以往只能用UNIX系统来做勘探，如今Linux平台愈发成熟；4、用户平台的转型——全球各油气公司都普遍开始使用x86平台+Linux方式构建HPC集群。

那么地球物理究竟研究什么呢？

其实从1970年开始，地球物理的研究运用了Claerbout偏移状态方程、Tarantula反演问题原理等理论，结合建模、数据获取进行断层分析。早期的分析主要是基于2D数据采集，从90年代开始数据获取开始运用3D方式，并逐渐升级到3D WAZ方式。而随着成像模式的改进，地球物理也逐渐从2D成像(如2D WEM、2D RTM等)演进到3D成像模式。

不过，3D成像对于后台计算处理的压力过大，在90年代早期一般的石油勘探不敢采用过于精细的复杂算法就是因为当时的HPC性能不高，往往一次勘探得到的数据需要数个月的计算时间成像。而现在，自从至强5600系列处理器推出以来，超级计算机可以轻易达到千万亿次(Pflops)级别，这也极大的缩短了勘探数据的计算时间——使得精确3D成像构造成为可能，而其中必须使用的是地震波石油勘探。

赖能和认为，由于3D成像以及石油勘探的需要，HPC在石油行业有三个特点：CPU资源的需求快速增长，存储资源的需求急速增长，资源规模化需求更加迫切。

对于这些需求特点，计算性能是必然的先决条件。在东方地球物理所的测试中发现，至强E5-2600系列处理器相比上一代至强5600产品性能提升巨大，在HP Gen8服务器平台上，单节点运算性能提升了50%以上，而PCI-E 3.0的集成和更高的内存容量支持则在I/O方面和海量数据计算方面提供了更好的支持。尤其是得益于PCI-E 3.0控制器的集成，使得至强E5-2600平台的I/O速度相比至强5600平台有了巨大的提升。

在中国石油东方地球物理公司研究院处理中心的测试方案中，较有特色的是HP SL250 Gen8系统，采用了168个双路节点。其中CPU方面配置了八内核至强E5-2660，每节点配置64GB内存。其I/O方面和系统扩展性均超过了原有的机架产品，而在功耗方面，得益于至强E5-2600的32nm工艺和功耗管理技术，整体系统相比之前的能效也提升了一半以上。

此外，为了节约高性能计算间隙的待机功耗，东方地球物理研究所还开发了PC Cluster节点功耗控制软件，通过英特尔节点管理器内置的传感器和定制化的控制功能，进一步控制HPC集群的工作状态和整体功耗。

赖能和表示，能源领域因为市场的旺盛需求而对勘探有着极高的渴求，因此HPC集群如何更加高效是他的核心问题。英特尔新一代E5系列产品从中国石油东方地球物理公司研究院处理中心的测试来看，性能和能效控制方面均有很大的提升，比较意外的惊喜是在I/O方面，正好可以未来的MIC(英特尔集成众核架构协处理器)计算卡来提升HPC集群的计算能力。