Сказ о том, как сотрудники НИКСа помогли нефть добывать

Серийные компьютеры НИКС – универсальные решения, подходящие для большинства пользователей. Но что, если требования покупателя настолько уникальны, что стандартные конфигурации не годятся? В таком случае НИКС подбирает конфигурацию под конкретную задачу. Это может быть компьютер для профессионального киберспортсмена или рабочая станция для всемирно известной ресурсодобывающей компании. Именно с последним типом конфигураций пришлось столкнуться нашим специалистам совсем недавно.

Немного предыстории. В отдел продаж НИКСа поступил запрос от компании, названия которой мы указывать не будем, на подбор компьютеров для геологических расчетов месторождений углеводородов. Просто собрать рабочие станции и протестировать их на отказоустойчивость было недостаточно. Необходимо было получить данные о быстродействии рабочих станций в приложениях, для которых компьютеры покупали. Задача оказалась крайне интересной.

Программные пакеты, для работы в которых предназначались компьютеры, называются Schlumberger Petrel 2018 и Schlumberger ECLIPSE. ПО непростое, и неподготовленный человек с ходу и не поймет его назначение. Вот, например, краткое описание платформы Petrel с сайта производителя:

С момента первого коммерческого релиза в 1998 платформа Petrel непрерывно развивалась и в настоящее время предоставляет возможность выполнять совместные рабочие процессы в одном проекте, используя самые передовые технологии и инновации и эффективно интегрируя все области знаний о недрах в многопользовательской геологической среде. Эта уникальная платформа позволяет воспроизводить рабочие процессы и обеспечивает наиболее полный анализ неопределенностей на всех этапах - от интерпретации сейсмических данных до гидродинамического моделирования - что позволяет компаниям стандартизировать свои процессы принятия решений на всех стадиях производственного цикла, от геологоразведочных работ до добычи, опираясь на непревзойденную производительность платформы.

Назначение второго приложения, ECLIPSE, оказалось проще. Это симулятор резервуара (грубо говоря, полости в земной коре, где содержатся нефть, газ, вода и т.д.), позволяющий рассчитывать оптимальные методы добычи в плане временных и финансовых затрат.

Вернемся к компьютерам. Подбор конфигураций начался с изучения руководств пользователя для каждого из приложений. Это позволило определить особенности системных и программных требований, чтобы подобрать оптимальные комплектущие в рамках озвученного бюджета. Системные требования ПО Petrel имеют вид:

Для ECLIPSE требования ниже, поэтому за основу мы взяли информацию из документации Petrel. Помимо официальной справки, мы приняли в расчет и неофициальные данные с тематических ресурсов, где постоянные пользователи программного обеспечения делятся опытом. Итоговые конфигурации выглядят следующим образом:

Тестирование по стандартной методике, как для серийных компьютеров НИКС, не имело смысла, так как рабочая станция в играх обычно показывает не самый высокий результат, а специализированный тест SPECViewPerf использует слишком много паттернов, никак не связанных со специализацией компьютера. Проверяли сразу «по-боевому», то есть на ПО от компании Schlumberger.

Компания Schlumberger любезно предоставила нам временную лицензию для тестирования ECLIPSE и Petrel. В комплекте поставки программного пакета ECLIPSE оказалось достаточно много проектов, которые сам Schlumberger позиционирует как средства измерения производительности, о чем намекает название папки с проектами «benchmark». Из всего набора мы выбрали тест FOURMILL. Перед полноценным тестированием выяснили влияние компонентов компьютера на производительность. Для этого было открыто окно индикации загрузки процессора диспетчера задач, а также включен мониторинг загруженности видеокарты, являющийся частью драйверов nVidia Quadro. Тестовые запуски показали, что FOURMILL для работы использует исключительно возможности процессора, причем для систем с разным количеством вычислительных потоков используются разные тесты.

Чтобы убедиться в преимуществе рабочих станций над стандартными компьютерами, мы протестировали в ECLIPSE небольшой сервер среднего уровня со следующей конфигурацией:

В качестве показателя производительности мы взяли время, затрачиваемое компьютерами на выполнение симуляции. Результаты измерений приведены в таблице:

На первый взгляд результаты 1- и 2- процессорной рабочих станций на Intel Xeon E5-2640 V4 показались странными, т.к. одинаковые процессоры должны работать одинаково быстро, а 2-процессорная система справилась с задачей быстрее. Объяснить интересный результат помог мониторинг загрузки по физическим процессорам. Дело в том, что на системе с двумя процессорами половина задач выполнялась на одном процессоре, а половина на другом, за счет чего технология Turbo Boost сильнее поднимала частоты именно в двухпроцессорной конфигурации. Такое, казалось бы, небольшое изменение позволило серьезно увеличить быстродействие. Если учитывать эту особенность, то результаты измерения производительности в четырехпоточном режиме выглядят вполне логичными, и наблюдаемое время выполнения симуляции соответствует рекомендациям по подбору конфигурации.

В режиме восьмипоточного вычисления сервер на базе Intel Xeon E3-1225 V6 работать не мог, так как он имеет всего 4 ядра и не поддерживает Hyper Threading. А вот Intel Core i7 7700 поддерживает данную технологию, но ему такая поддержка не пошла на пользу. Время прохождения симуляции увеличилось. Рабочие станции опять же вели себя вполне предсказуемо, как и в последнем тесте с 16 вычислительными потоками.

Результаты проведенного тестирования переданы заказчику, и на их основании принято решение о закупках оборудования. Таким образом, специалисты НИКСа не только собрали высокопроизводительные рабочие станции, но и помогли ускорить работу инженеров в одной из наиболее важных отраслей на территории России.