海量地震数据叠前逆时偏移的多GPU联合并行计算策略第5卷第32期2103年5月石油物探Vo.2No315,.Ma23y,01GE0PYSCALHIPROSCTIPENGFORPETROLEUM文章编号：00—14(030080104121)3—28—6海量地震数据叠前逆时偏移的多GUP联合并行计算策略孔祥宁张慧宇，守伟李晶晶。,刘，(.1中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，苏南京210;.济大学，海江1132同上209;.国石油大学(0023中华东)山东青岛268),650摘要：叠前逆时深度偏移(r-tcees-meDphMiainRM)PeakRvretetgt,T是一种全波场成像方法。由于其实现siro过程存在着存储量、计算量庞大以及成像噪声等问题，以适应实际生产的需求，难使得该方法一直没有在工业界得到广泛的应用。采用震源波场重构的策略降低了存储需求；对其计算量巨大的问题，针利用了图形处理器(ahcPoesgUntGU)Grpircsii,P进行并行计算，与中央处理器(etaPoesgUntCU)n并CnrlrcsiiP结合实现协同n,并行处理；同时采用GP多卡联合策略解决GU显存不足的瓶颈。实际资料试验处理结果表明，UP上述技术措施能够在保证RTM高精度成像优势的基础上极大地提高计算效率，为应用RM处理海量地震数据提供了良T好的技术支持。关键词：叠前逆时深度偏移；计算效率；PCU;GU/P并行计算；实用性DI1.99jin10—4121.300O:036/.s.0014.030.1s中图分类号：614P3.文献标识码：A随着高性能计算机及其应用技术的高速发展，叠前逆时深度偏移方法已经成为对复杂地质体进行成像现实可行的手段，该方法在成像精度上相对于其它偏移方法的优势也被普遍认可_。叠前逆1]的研究工作不断取得突破性的成果。Ary-ooaaPl等_]1首先用Cl处理器实现了三维叠前深度逆时。el偏移；ceiis1给出了利用GP实现高阶Mikvc[]iu。U有限差分的算法；reLj利用GU实现Darn等】在0P逆时偏移方面做了有益的尝试；博等_李l出了提时偏移方法直接求解双程微分波动方程，避免了单程波偏移方法中上、行波的分离，波动方程的下对近似较少，克服了偏移倾角的限制，以有效地处可理纵、向速度存在剧烈变化的地球介质物性特横征l。。该技术除了具有成像精度高，_]2。不受介质纵、横向速度变化和高陡倾角构造的影响等优点外，甚至还可以利用一些传统处理中作为噪声压制的特殊波场(多次波、如回转波及棱柱波等)进行成像。叠前逆时深度偏移并不是一个新的理论方法，早在2纪七八十年代就有学者提出了逆时偏移0世地震叠前逆时偏移算法的CU/U实施对策；PGP赵磊等_]1根据CU/P异构平台计算能力非常1PGU强的特点，以牺牲计算量换取存储量和IO次数/的减少，现地震叠前逆时偏移计算。实简单地说，U/P协同并行计算就是将GPCUGU和CU两种不同架构的处理器结合在一起，PP组成硬件上的协同并行模式，同时在应用程序编写上实现GP和CU软件协同配合的并行计算。UP我们主要介绍采用GU多卡联合策略解决GPPU显存不足的瓶颈，GPCU异构集群平台上在U/P实现RT的协同并行计算。M的基本思想和实现方法[_4。虽然RM成像精度_6T高，且对速度的适应性强，但是在实际生产中的应用规模还非常小，主要是由于R这TM对计算量和存储量的需求巨大等瓶颈问题不易解决_]7。随着_91基本原理各向同性介质下，M需要直接求解的三维RT声波方程为Ou十Z,8Zu32u大型计算集群的快速发展，算需求和成本对计RTM的限制逐渐减小，M的工程化应用已成RT为可能_1。近年在高性能计算方面出现的GU/PCU协同并行计算技术，速成为高性能密集计P迅算发展的趋势。此种异构集群平台非常适合于RTM等大规模数据的处理[与CU集群相比，1,P具有投入少，期运行维护成本低等优点。国内外后在基于CU/P的地震叠前逆时偏移计算方面PGUa十z。a0’a00v一0z,,。()OtY()1、收稿日期：034—0;回日期：03—5—0。21—09改2102作者简介dL祥宁(95)男，15一，高级工程师，主要从事地震成像现技术研究工作。第3期孔祥宁等.海量地震数据叠前逆时偏移的多GPU联合并行计算策略298式中：(Y,)u_,,为地表记录的压力波场；(Y,v_,)为纵横向可变的介质速度。时偏移面临的计算量问题。目前，了解决巨大的存储需求问题，业界为工普遍使用的是Cekpitg技术l这种方法hc-onin_1,的核心思想是将偏移过程沿时间分成若干片段，每次偏移其中的一段时间，这样只需...