[發明專利]三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法及裝置

在審

• 申請號: 201910519994.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN112099936A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 黃興貴;皮紅梅;隆波;高暢;楊天福;李平
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;任默聞

1.一種三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，包括：

確定已知異構計算平臺中的可用計算設備，根據所述可用計算設備構建計算資源拓撲結構，所述異構計算平臺中的可用計算設備包括CPUs、GPUs和加速器；

根據三維聲波NPML算法中單炮的計算規模、計算資源拓撲結構中每個可用計算設備的內存，為每個可用計算設備分配對應的計算任務；

按照所述計算資源拓撲結構、每個可用計算設備分配對應的計算任務，實現三維聲波NPML算法的并行計算，獲得單炮的地震模擬記錄數據。

2.如權利要求1所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，按照如下方式確定已知異構計算平臺中的可用計算設備：

確定已知異構計算平臺中的計算設備的計算能力；

將所述計算設備的計算能力與單炮的計算規模的5％進行比較，將計算能力大于單炮的計算規模的5％的計算設備確定為可用計算設備。

3.如權利要求1所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，根據三維聲波NPML算法中單炮的計算規模、計算資源拓撲結構中每個可用計算設備的內存，為每個可用計算設備分配對應的計算任務，包括：

將不同部位波場計算的一階偏導數的全0值核心部位的計算任務分配給可用計算設備GPUs或加速器；

將剩余部位或一階偏導數的非0區域的計算任務分配給可用計算設備CPUs。

4.如權利要求1所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，還包括：

確定每個可用計算設備分配對應的計算任務的可行性。

5.如權利要求4所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，確定每個可用計算設備分配對應的計算任務的可行性，包括：

如果可用計算設備CPUs分得的計算任務小于速度模型的擴邊網格點數，則確定每個可用計算設備分配對應的計算任務的不可行；如果可用計算設備CPUs分得的計算任務大于速度模型的擴邊網格點數，則確定每個可用計算設備分配對應的計算任務的可行。

6.如權利要求1所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現方法，其特征在于，按照所述計算資源拓撲結構、每個可用計算設備分配對應的計算任務，實現三維聲波NPML算法的并行計算，獲得單炮的地震模擬記錄數據，包括：

將三維聲波NPML算法中的求解一階偏導數和求解二階偏導數分成兩個獨立階段，并融合波場合成；

按照所述計算資源拓撲結構、每個可用計算設備分配對應的計算任務，依次執行如下過程：

求解二階偏導數并合成波場；

求解一階偏導數并合成波場；

獲得單炮的地震模擬記錄數據。

7.一種三維聲波NPML算法的異構并行計算實現裝置，其特征在于，包括：

可用計算設備確定模塊，用于確定已知異構計算平臺中的可用計算設備，根據所述可用計算設備構建計算資源拓撲結構，所述異構計算平臺中的可用計算設備包括CPUs、GPUs和加速器；

計算任務分配模塊，用于根據三維聲波NPML算法中單炮的計算規模、計算資源拓撲結構中每個可用計算設備的內存，為每個可用計算設備分配對應的計算任務；

算法并行計算模塊，用于按照所述計算資源拓撲結構、每個可用計算設備分配對應的計算任務，實現三維聲波NPML算法的并行計算，獲得單炮的地震模擬記錄數據。

8.如權利要求7所述的三維聲波NPML算法的異構并行計算實現裝置，其特征在于，所述可用計算設備確定模塊具體用于：

確定已知異構計算平臺中的計算設備的計算能力；

將所述計算設備的計算能力與單炮的計算規模的5％進行比較，將計算能力大于單炮的計算規模的5％的計算設備確定為可用計算設備。