新疆油田刀片服务器集群案例

新疆油田分公司是中国西部地区最大的石油生产企业，隶属于中国石油天然气股份有限公司。中油股份新疆油田公司研究院地球物理研究所（以下简称地球物理研究所）成立于1979年，主要业务是担负新疆油田分公司准噶尔盆地的地震资料处理/解释、地震部署指标、油藏描述及盆地油气地质综合研究等课题。2004年，地球物理研究所引进了一套大型PC服务器集群系统。这个由290个32位Intel CPU刀片式节点组成的大型集群系统，在2005年帮助地球物理研究所完成了大量勘探作业。
但是，比起快速发展的业务，这套集群系统的处理能力依然显得不够强大。在2005年底的时候，中油股份勘探与生产分公司筹集资金，希望解决各区域油田分公司勘探资料处理装备不足问题，新疆油田分公司作为中油股份西北准噶尔盆地的主力油田入围，并确定了购买新的刀片集群系统的主要指标，包括计算节点为64位CPU，数量不低于1312个（656个节点），存储不低于60TB。
“刀片式PC Cluster系统与1U/2U节点系统比较，具有单位面积内节点密度高、耗电量低、制冷要求低等特点。这些特点决定了刀片式集群在辅助配套设施方面的投资远低于1U系统。”地球物理研究所的贾亚军说。
2006年初，新疆油田分公司结合2004年32位刀片式节点使用经验，制定了符合新疆油田分公司勘探数据处理需求的引进方案。
根据资料处理流程，对计算节点制定了定制标准，其中常规处理计算节点中，每节点配置至少一个线性千兆端口，满足常规处理高I/O传输要求；将内存配置为8GB，使作业尽量在本节点内完成，减少节点之间数据交换。叠前偏移处理节点中，一组节点配置合理数量的线性千兆端口，不仅满足叠前偏移处理要求，还减少节点群对千兆端口数量的压力。
根据这种规划，地球物理研究所在最终采购的612个计算节点中，根据常规处理和叠前偏移处理工作量比例1:5，配置128个常规处理节点，484个叠前偏移处理节点。
2004年，新疆油田分公司在约300平方米的机房里安装、运行290个包括IBM品牌在内的刀片式集群系统。2006年，在增加600多个节点情况下，除UPS和空调适当扩充外，新疆油田分公司仍在原300平方米机房内安装、运行近千个节点。并且，这个机房在未来数年内保留着可再容纳2000个刀片式节点系统的空间。
CPU类型的选择
在对CPU类型的选择上，他们根据2004年的经验，最终决定根据应用软件处理特点来选择。例如主力软件（CGG GCT4100、Paradigm EPOS）对节点采用的CPU产品是Intel还是AMD在处理效率上无明显差异，更看重的是整机系统的性能，所以最后选择了IBM公司基于Intel EM64T CPU的刀片。而一些特色软件，如美国PT公司Marvel在AMD CPU处理效率上优于Intel CPU，那么就配置合理数量的AMD Opteron CPU节点。
所以，在最终采购的612个计算节点中，地球物理研究所配置了128个AMD CPU节点运行特色软件，484个Intel CPU节点运行主力软件。
提到石油行业的刀片集群系统，就不能不提到IBM公司的“蓝色黄金”——这套由IBM BladeCenter组成的超级计算机系统，运行在Linux系统上，不仅具有超级计算能力，还包括IBM联合其他石油地球和钻探技术供应商专门为石油行业优化设计的多种功能。实际上，新疆油田能够大规模采购IBM的刀片系统，可以说与“蓝色黄金”是息息相关的。
“IBM向国内石油行业用户重点推荐三个解决方案，第一个是Linux的HPC 系统；第二个是深度计算可视化解决方案，第三个是适时对设备/油藏数据进行收集、整理及分析以提高操作决策的智能油田解决方案。新疆油田的IT系统投入与产出比非常理想，这与他们对于自身技术特点的认知，以及对于石油行业IT技术应用特点的把握是密切相关的。”IBM石油及国防行业中国区经理陈雷说。

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