排名“欧洲第一”的超级计算机,被一家意大利公司造出来了。Eni 公司——是意大利政府成立的国家控股公司,其专门经营石油产品。目前,它位列全球石油公司前二十名。

2024 年圣诞节当天,在意大利米兰附近小镇费雷拉·埃尔博戈诺(Ferrera Erbognone)的绿色数据中心里,Eni 正式启动一款名为 HPC6 超级计算机。

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(来源:https://www.eni.com/en-IT/home.html)

在更早之前由国际 TOP500 组织发布的全球超级计算机 500 强里,HPC6 的基准速度仅次于三台美国科研型超级计算机和美国微软公司的 Eagle 超级计算机。

也就是说,在 2024 年全球最快的超级计算机年度榜单中,HPC6 排名世界第五、欧洲第一。Eni 表示这也是世界上第一台工业用超级计算机。

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(来源:https://top500.org/lists/top500/list/2024/11/)

HPC6 的峰值计算能力达到 600PFlop/s 以上,即每秒能实现超过 600 万亿次数学运算,计算速度是其前身的 9 倍。

HPC6 采取中央处理器(CPU,Central Processing Unit)和图形处理器(GPU,Graphics Processing Unit)的混合配置,拥有将近 14000 个 AMD GPU,能处理多个人工智能功能和高度复杂计算。

HPC6 内含 3472 个计算节点,每个节点都有一个 64 核 AMD EPYC™CPU,与四个 AMD Instinct™MI250X GPU 配对。

HPC6 还采用慧与(HPE)公司的 Cray EX4000 机柜和 Cray ClusterStor E1000 存储系统。其上的 HPE Slingshot 网络可以确保节点之间实现高性能的快速互连,进而实现数据的快速传输。

而 HPC6 之所以在上述绿色数据中心里启动,是因为该数据中心拥有一个液体冷却系统,可以消散 HPC6 所产生的 96% 的热量。该数据中心也是欧洲最节能的数据中心之一,为了进一步减少碳足迹其还使用了光伏发电。

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(来源:https://www.eni.com)
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多家石油巨头都在使用超算勘探石油

在使用上,HPC6 通过算法来预测未被开发石油资源的位置,从而能够降低勘探的风险和成本。即通过处理地理数据来创建地下的详细图像,以便帮助识别潜在的石油和天然气储层。

同时,HPC6 可以通过模拟石油和天然气储层随时间的变化,帮助优化开采方法并提高开采收率。也就是说,HPC6 可以帮助准确定位石油和天然气到底储存在哪里、储量有多大以及最佳钻探策略。

此外,HPC6 还能提高二氧化碳储存地质和流体动力学研究的准确性,以及用于开发更高性能的电池。目前,Eni 已经使用 HPC6 来改善碳储存的流体动力学和地质研究。

本次超级计算机的推出,也意味着该公司在脱碳战略和清洁能源战略迈出了重要一步。另外,HPC6 还能用于开发高性能电池、优化生物燃料供应链、开展生化材料等创新,以及用于模拟磁约束聚变中的等离子体行为。

石油和天然气行业的几家大型国际公司,比如全球最大的油田技术服务公司斯伦贝谢(Schlumberger)、法国石油公司道达尔、英国石油公司 BP、美国能源公司雪佛龙都正在利用超级计算机进行勘探和开采。

也有人认为,租用别人的超级计算机可能会更有效率。比如,雪佛龙就一直在使用美国国家超级计算应用中心的超级计算机。

但是,Eni 研究和数字部门负责人洛伦佐·菲奥里洛(Lorenzo Fiorillo)表示,Eni 是少数几家坚持建造自己的超级计算机,而不是向外购买计算服务。

将超级计算机用于石油勘探并非新鲜事,但是像 Eni 这样自己打造超级计算机的石油公司确实不多。

不过打造自己的超级计算机,也能拥有更大的技术自主权。在这方面,中国的国产超级计算机“银河-Ⅰ”和“天河一号”非常有发言权。

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(来源:https://www.eni.com)
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中国超算早已被用于石油探勘

中国超算“领军人”之一刘光明曾用“算天、算地、算人”来形容超级计算机的功能。算天,指的是预计天气预报。算地,指的是预估石油和天然气的储藏情况。算人,则指的是助力开发新型药物。

中国地下拥有大量的储藏资源,但是它们非常分散,所以必须使用超级计算机来确定地下油藏。

同时,随着全球油气能源的日渐枯竭,就要在复杂地质条件下进行油气能源开采。而在勘探地球物理资料的处理与解释上,所面临的难度也越来越大。

过去在油气勘探领域,由于中国缺乏强大能力的超级计算机,并且核心软件需要从欧美几大石油软件巨头购买,因此在国际石油勘探上缺乏竞争力。曾经也因为没有国产超级计算机,导致中国曾面临“战略性勘探资料无密可保”的局面。

1978 年,已经 60 岁的时任国防科大计算机研究所所长慈云桂接下研制巨型计算机的任务。

5 年后,他和团队研发出“银河-Ⅰ”巨型计算机,并将“银河-Ⅰ”用于石油物探。但在使用时,要将数据用磁带记录,由于数据较多甚至要使用卡车来装这些磁带。

而受限于当时中国计算处理能力不足,这些磁带不得不空运到国外处理。这不仅斥资巨大,也无法满足石油勘探的时效性,更让相关数据无密可保。

直到 2009 年,“天河一号”千万亿次超级计算机研制成功,让中国成为世界上第二个成功研制千万亿次超级计算机的国家。2010 年,“天河-1A”在当年的全球超级计算机 TOP500 排行榜中名列第一 [1][2]。

2011 年,“天河一号”与中石油东方地球物理勘探研究院合作研制了具有自主知识产权的石油地震勘探数据处理软件和处理平台,这帮助中石油公司在国际勘探竞标上击败了欧美公司,完成了多个国际、国内项目 [3]。

2014 年,中国油气能源勘探领域的第一款核心国产软件——GeoEast地震数据处理软件系统,首次在“天河一号”上进行多人次和大规模运行 [4]。

2017 年,“天河一号”已经是石油企业寻找油气资源的必备工具,同时也是国内石油勘探地震数据处理能力最强、处理速度最快的平台 [5]。

2018 年,中石油东方物探研发中心高级工程师陈继红告诉媒体,基于“天河”平台,以自主高性能勘探数据处理软件系统为支撑,有力推动物探了开展,保障了国家能源安全 [6]。

讲到这里,也就不难理解为何 Eni 要自研超级计算机。作为一家由意大利政府牵头成立的石油公司,Eni 也的确更有动力来研发超级计算机。

那么,Eni 的 HPC6 到底能为其带来怎样的石油勘探助力,其后续性能还将有着怎样的发展,都还需交给时间来验证。

参考资料:

1.https://www.sohu.com/a/831662277_121023332

2.https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%A9%E6%B2%B3%E4%B8%80%E5%8F%B7/2429139?fr=ge_ala

3.http://www.xinhuanet.com/politics/2017-02/08/c_129470803.htm

4.https://www.gov.cn/xinwen/2014-08/31/content_2742975.htm

5.https://news.hbtv.com.cn/p/564586.html

6.http://epaper.hljnews.cn/hljrb/20181216/398216.html

https://china.huanqiu.com/article/9CaKrnJv9NP

https://www.euronews.com/business/2024/12/26/eni-launches-supercomputer-in-bid-to-discover-new-oil-and-gas-fields

https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Eni-Launches-Supercomputer-to-Improve-Oil-and-Gas-Exploration.html

https://www.gurufocus.com/news/2640533/eni-launches-hpc6-europes-most-powerful-supercomputer-with-amd-gpus?r=4bf001661e6fdd88d0cd7a5659ff9748&mod=mw_quote_news

https://oodaloop.com/briefs/technology/eni-fires-up-e100mn-supercomputer-in-race-to-find-oil-and-gas-reservoirs/

https://www.indianweb2.com/2024/12/italian-oil-giant-switches-on-100-mn.html

https://www.eni.com/en-IT/home.html

https://www.eni.com/en-IT/actions/energy-transition-technologies/geosciences/digital-geoscience.html

https://www.eni.com/en-IT/media/press-release/2024/11/eni-launches-supercomputer-hpc6-top500-list.html

http://tech.sina.com.cn/it/2012-08-26/11507546801.shtml

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