[發明專利]針對物探應用的多機異構并行計算方法及裝置

在審

• 申請號: 202010173738.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113391917A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 潘英杰;何寶慶;何永清;羅開云;杜清波;皮紅梅
• 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;G06F9/54;G06Q50/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;許曼

本發明提供一種針對物探應用的多機異構并行計算方法及裝置，方法包括：用戶節點向管理節點發送異構計算資源查找命令；該命令包括查找參數信息；管理節點將該命令向各個計算節點廣播；每一計算節點根據查找到的異構計算資源情況及查找參數信息，生成和啟動多個計算任務異構執行端，向管理節點反饋資源信息；管理節點將反饋的資源信息發送至用戶節點；用戶節點對反饋的資源信息進行篩選，將選定的資源信息發送給管理節點；管理節點根據選定的資源信息，向各個計算節點發送選定確認消息；每一計算節點根據確認消息確定計算任務異構執行端，進行多機并行計算。上述技術方案分發揮了計算節點內的所有異構計算資源性能，實現負載均衡和作業高性能計算。

技術領域

本發明涉及石油物探領域技術領域，特別涉及一種針對物探應用的多機異構并行計算方法及裝置。

背景技術

在石油地震勘探中，有大量需要進行高性能計算的業務需求和算法，如二維模型正演、二維模型照明等，這些物探應用為了充分發揮單機計算性能，在單機上常利用CPU、GPU分別按炮進行計算，利用多線程、OpenCL等技術來充分發揮所有硬件資源性能，為了使用方便，通常將整個正演、照明等業務算法或計算過程封裝成獨立的動態庫或獨立的進程，由外部程序調用庫接口或調用進程來進行計算。由于目前施工面積越來越大，工區中的激發點數，即炮數越來越多，用單機來實現整個工區的模型正演、模型照明計算變得越來越難，如何利用現有的多機異構資源、如何方便快捷地調用現有程序或算法庫來完成整個工區的模型照明、模型正演等計算將成為多機并行計算的關鍵。

由于在實現單機高性能計算過程中，不同算法和應用使用的硬件、方法和策略不盡相同，有的采用CPU、GPU異構非協同計算，有的采用CPU、GPU異構協同計算，因此，無法滿足物探應用作業的高性能計算。

對于目前的在進行多機并行計算，通常將一臺物理機作為一個計算節點，將其所有計算資源給計算程序使用，但當在其上進行多機異構并行計算時，如果以最小任務單位炮進行任務分配，因為不能使用多種異構設備協調同計算，所以只能使用一種計算設備進行計算，就不能充分發揮計算節點內的所有計算資源性能，異構計算資源使用存在不合理性；如果分配多炮作為計算任務單元進行計算，由于不同設備之間的計算性能差異，就會出現GPU很快完成計算，然后等待CPU完成計算的現象，造成計算設備負載不均，同時利用調試算法很難準確地為不同計算節點劃分合適的炮數來消除計算節點內計算設備負載不均、出現閑置等待的現象。

針對上述技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種針對物探應用的多機異構并行計算方法，用以充分發揮計算節點內的所有異構計算資源性能，實現負載均衡和作業高性能計算，該方法包括：

用戶節點在進行地震勘探多機并行計算之前，向管理節點發送異構計算資源查找命令；所述異構計算資源查找命令包括查找參數信息；

管理節點將異構計算資源查找命令向各個計算節點廣播；

每一計算節點在接收到異構計算資源查找命令后，對所在物理機進行硬件掃描，根據查找到的異構計算資源情況以及所述查找參數信息，生成和啟動多個計算任務異構執行端，在多個計算任務異構執行端啟動完成后，向管理節點反饋異構計算資源信息；其中，每一個計算任務異構執行端對應一種類型的異構計算資源；

管理節點將各計算節點反饋的異構計算資源信息發送至所述用戶節點；

用戶節點利用預設篩選條件，對各計算節點反饋的異構計算資源信息進行篩選處理，得到選定的異構計算資源信息，將選定的異構計算資源信息發送給管理節點；

管理節點根據選定的異構計算資源信息，向各個計算節點發送異構計算資源使用確認消息；

每一計算節點根據異構計算資源使用確認消息，確定參與多機并行計算的計算任務異構執行端，確定的計算任務異構執行端進行地震勘探多機并行計算。