天极传媒:
天极网
比特网
IT专家网
52PK游戏网
极客修
全国分站

北京上海广州深港南京福建沈阳成都杭州西安长春重庆大庆合肥惠州青岛郑州泰州厦门淄博天津无锡哈尔滨

产品
  • 网页
  • 产品
  • 图片
  • 报价
  • 下载
全高清投影机 净化器 4K电视曲面电视小家电滚筒洗衣机
您现在的位置: 天极网 > 服务器 > 数据>案例>浪潮大幅提速智能计算助力石油勘探

找石油也能模拟大脑?浪潮大幅提速智能计算

天极网服务器频道 2015-07-30 09:36 我要吐槽

  通过与浪潮HPC并行优化团队的合作,中国石油BGP成功完成对具有独立知识产权GeoEast软件中的SOM多属性聚类解释模块的并行算法开发和优化。优化后的SOM算法较原有算法,计算时间缩短6倍,同时也解决了串行版本由于内存空间不足,无法进行大规模数据处理的问题。

  近几年,人工智能和GIS技术发展迅速,在石油勘探开发领域中解决了许多实际问题,体现出极大的应用潜力。在众多的人工智能技术中,自组织特征映射神经网络(Self- Organizing Map,简称SOM)是一种非常重要的算法,广泛应用在裂隙性油藏预测、基于最佳测井数据的油藏特征研究等油藏管理环节中。

  SOM,石油勘探的“火眼金睛”

  SOM是由芬兰赫尔辛基大学神经网络专家Kohonen教授在1981年提出的。这种网络模拟大脑神经系统自组织特征映射的功能,是一种竞争型网络,并在学习中能无导师进行自组织学习,主要用于对输入向量进行区域分类。SOM是多维数据可视化的有力工具,能够揭示隐藏在多维数据中的复杂非线性关系,并将其在低维空间中以简单的几何关系展现出来。

  脑神经学研究结果表明,神经元之间的信息交互具有的共同特征是:最临近的两个神经元互相激励,较远的神经元互相抑制,更远的则又具有较弱的激励作用。而SOM正是基于这一原理,根据设定的学习规则,能自动对输入模式进行分类,并通过对输入模式的自组织学习,将分类结果表示出来。

  因此,SOM主要功能就是聚类,帮助研究人员从繁琐、耗时且易出错的人工统计工作中脱离出来。与其他聚类方法相比,SOM网络的优点在于:可以实现实时学习,网络具有自稳定性,无须外界给出评价函数,能够识别向量空间中最优意义的特征,抗噪声能力强,一般不依赖于数据分布的形状。

  举例来讲,在石油勘探中,研究人员在选定位置放置炸药,爆炸引起的弹性波在岩石中传播时,当遇着岩层的分界面,便产生反射波或折射波,在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来,根据波的传播路线和时间,确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状,认识地下地质构造,以寻找油气圈闭。SOM可以将收集的地震波数据进行分类,然后根据设置的学习规则,自动寻找有利的油气储存空间。

  浪潮,让SOM变成“三头六臂”

  随着石油勘探开发程度的加深以及难度的增大,SOM算法的数据量也不断增加,这使得采用单CPU单线程串行计算的SOM软件,在处理数据体时速度变慢、效率很低,难以满足实际生产的需要。更严重的是,当数据超出一定量级时,由于内存容量的限制,串行程序的SOM将无法进行数据处理。

  为解决上述困局,浪潮与中国石油BGP合作,联合对GeoEast软件中的SOM多属性聚类算法进行并行优化并取得了较好的效果。

  在对原SOM多属性聚类算法及代码分析后,浪潮高性能计算并行团队提出了从硬件(计算节点、网络互联、存储节点)到软件(参数优化、代码优化)的一揽子解决方案,综合利用多核CPU计算设备、内存、磁盘、网络等系统资源,最大化提升软件整体效能。特别在算法方面,浪潮与客户算法专家团队共同成立专门联合攻关项目组,对模块算法进行深度改造,以适应不同内存容量配置的系统平台,实现小内存平台能够处理大规模数据作业,解决了原串行程序无法处理大数据的问题。,

  原串行版本程序运行一个作业的时间大约为1247秒,优化后的并行版本程序运行同一作业在开启12个并行线程的条件下,运行时间约为200秒,加速比达到6倍,大幅降低了作业时间。同时,优化后的程序顺利实现了在小内存的硬件环境下,对大规模数据的处理。

  某石油研究机构实际数据性能测试结果

  经过与浪潮应用开发团队合作,对GeoEast软件中的SOM多属性聚类解释模块进行并行算法的开发和优化后,较原有算法获得比较好的的加速比。在大幅降低计算时间的同时,也解决了原串行程序由于内存空间不足,无法处理大规模数据的问题。

  浪潮是国内最早将应用优化视为核心竞争力的HPC整体解决方案供应商,并在异构计算技术兴起后,率先推动GPU和MIC技术走向落地,致力于异构应用发展和人才培养,促进异构技术的产业生态环境建设。

  目前,浪潮已经分别与英特尔和英伟达联合成立并行计算实验室,合作开发优化基于MIC和GPU的并行应用,涉及石油天然气、数值气象预报、生命科学、计算流体力学、金融风险分析、电磁仿真、CAE、机器学习等诸多领域。同时,浪潮高性能计算应用软件开发团队是目前同时掌握CPU、GPU、MIC应用技术的国际领先团队,在CPU、GPU、MIC技术方面已取得多项研究成果,并成功在SC和IDF大会上成功展示。

请关注天极网天极新媒体 最酷科技资讯
扫码赢大奖
评论
* 网友发言均非本站立场,本站不在评论栏推荐任何网店、经销商,谨防上当受骗!
办公软件IT新闻整机