64位集群计算平台波动方程叠前深度偏移的性能优化

摘要

详细介绍了iCluster波动方程叠前深度偏移软件系统所采用的集群并行计算策略,以及在64位集群计算平台上开展的计算性能优化工作和取得的成果。给出了大量软件优化和性能测试结果,包括波动方程叠前深度偏移处理程序运行分析、MPI并行计算运行分析、不同编译器和编译参数测试对比、不同FFT算法效率测试对比、IA32和IA64平台软件运行效率对比测试及并行加速比测试等结果。以原来基于2.6 GHz Xeon系统上的软件运行效率作为基准,在基于1.4 GHz Itanium2的系统上,经过优化的波动方程叠前深度偏移程序其计算性能提高了9倍左右。其性能的提高主要归功于3个因素,即64位处理器硬件性能的提高、优化编译器的贡献和Intel MKL数学库中DFT程序的贡献。试验和分析表明,对于波动方程叠前深度偏移计算,基于千兆以太网的集群计算机系统可以在较大规模配置下,仍然能保持很高的并行加速比。面对数据规模和计算规模的挑战,向64位计算平台的迁移是未来几年内地球物理计算的必然发展方向。IA64平台上软件计算性能的优化,既有巨大潜力,又有可观的经济价值。