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      道達爾揭幕全球最強工業超級計算機,能成為能源巨頭的數字化先鋒嗎?

      2019-09-17   次閱讀

        位于法國比利牛斯省的波城(Pau),人口僅為八萬。在任何一份世界地圖上,都無法找到這個名不見經傳的小城。


        但是波城并不平凡。這里有直通巴黎拉德芳斯的專屬光纖,還有法國最大的超級計算機。這里也是石油巨頭道達爾(Total S.A.)的研發中心。


        當地時間9月6日,道達爾在波城正式揭幕了公司全新的超級計算機Pangea III。這臺理論峰值性能達25 Pflops的超算,擁有相當于13萬臺筆記本電腦的計算能力,一舉成為歐洲第二、世界第十一強的超算。

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        Pflops,指的是每秒運算能力達一千萬億次,是衡量電腦計算能力的標準。25 Pflops,意味著每秒運算能力達2.5萬萬億次。


        今年6月中旬,道達爾已在波城研發中心開展了Pangea III的前期運行。


        由于目前排名前十的超算都歸屬各大研究所或各國大學所有,私營性質的道達爾Pangea III由此坐上了工業界和企業屆第一超算的寶座。


        憑借Pangea III強大的運算能力,道達爾公司的運算力也相應翻了六倍,達到31.7 Pflops,進一步確保了其在能源行業計算能力的地位。緊隨其后的是意大利能源公司埃尼(Eni S.p.A.),其運營的兩臺超算HPC2及HPC4,運算能力分別為4.6 Pflops和18.6 Pflops;英國石油公司(BP)設在美國休斯頓的超算中心,則擁有11.2 Pflops的運算能力。


        道達爾目前尚未公布新超算的建造成本,但根據Pangea I和Pangea II兩臺超算3000萬歐元的預算推測,Pangea III的成本應達到八位數歐元。


        除了不惜重金投資超算之外,道達爾還在去年宣布與谷歌合作,成立人工智能團隊以處理龐大的數據量。隨著Pangea III的上線,道達爾數個超算的總存儲容量已達到了7600萬GB。


        超算對于道達爾和其他石油巨頭們到底有多重要?


        僅從Pangea III的名字就可窺見一斑。Pangea本意為2.5億年形成的盤古超大陸。它不僅象征著海陸變遷的地質歷史,其形成的年份也正好與目前主流的生物成油理論推測的石油生成歷史吻合。


        根據道達爾6月發布的公告,Pangea III將主要用于地震成像、模擬開采模型,以及通過分子建模優化精煉工藝。


        “我們需要如此的運算能力,從地震波數據的處理和成像,到鑒別尋找地質結構中可能的圈閉,再到確定油氣開采的最佳策略,一次運算就是數百萬美元。”道達爾勘探開采部門總裁布勒亞克(Arnaud Breuillac)在9月6日的致辭并不是夸大其詞。


        當前的油氣資源物理勘探法,主要建立在地震波于不同巖層中擁有不同的傳播速度和振幅這一基本特性之上。例如,在海洋地殼勘探時,探測船會在船尾拖曳著數根自帶震源的拖纜,通過產生小規模人工地震波的方式,以觀察海洋地殼對地震波的反饋。

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        因此,油氣勘探可以相應地大致分為數據采集、數據處理和地下模型反演三大部分。


        為了保證地下巖層模型結構的精度,并平衡反演的計算量,勘探時往往會對某一勘探區塊進行網格狀的切割劃分。


        以道達爾在東地中海塞浦路斯海域的勘探區塊為例,工作區域超過40 km x 40 km x 10 km。


        對于商業石油勘探而言,即便僅粗略地將工作區域劃分為50 m x 50 m x 20 m的網格,也意味著需要求解超過3億個節點上的方程式。在實際勘探過程中,網格的精度往往在10 m級別,這相當于節點數量將以幾何級數增長。


        將一塊大區域劃分成數十米的小網格區塊進行簡化,已經成為了解決復雜模型和模型求解的基本思路。該方法也廣泛應用于航空發動機研發時的流體仿真、制造工藝的數字孿生等各個工業領域。


        除此之外,在數據處理環節,包括噪音剔除、疊前深度偏移等處理過程,都是計算量極為龐大的數學問題。


        作為地震資料處理中的一項新技術,深度偏移在新世紀以來幾乎已成為數據處理的標配。這和近20年來擁有成千上萬個CPU的超算普及密不可分。


        中國擁有神威·太湖之光和天河二號等世界超一流超算,中石油、中石化等石油公司可以借助國家力量。相比之下,道達爾、埃尼等歐洲能源企業,不得不面對歐洲本土缺乏強大超算的尷尬事實。


        對于自行另起爐灶的道達爾來說,通過建造超算和投資人工智能,將這些數字化核心技術牢牢掌握在自己手中,或許能夠成為其面對能源轉型和數字轉型時的最大優勢。

      來源:界面新聞

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