一种地震叠前时间偏移的计算方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高性能计算、石油地震勘探领域，具体涉及一种基于CPU+GPU的地震叠前时间偏移方案。
【背景技术】
[0002]叠前时间偏移是复杂构造成像最有效的方法之一，能适应纵横向速度变化较大的情况，适用于大倾角的偏移成像。叠前时间偏移已进行了多年研宄，上世纪九十年代初期开始初步应用，中后期在不少探区的地震勘探中发挥了重要作用，进入本世纪后开始了较为广泛的应用，目前部分处理公司和计算中心已把该技术作为常规软件加入到常规处理流程中，成为获取保幅信息实现属性分析、AVO/AVA/AVP反演和其它参数反演的重要步骤和依据。
[0003]叠前时间偏移每输出一个地震道，就是一次海量运算。以I毫秒采样，6秒数据为例，一个地震道的输出需要至少1000万道甚至更多(偏移孔径决定)的输入道，每一个点要做两次均方根运算以及两次加法运算，振幅补偿两次乘法运算。如此计算下来，实现一道偏移需要1000000X6000X2X (平方+加法+乘法)次数学运算，计算量和需要处理的数据量都极其巨大！目前，人们往往使用大规模的服务器集群来进行叠前偏移处理，其原理是将数据先分配到各个CPU核上，然后由各个CPU核单独进行计算，最后将结果汇总输出。这种做法消耗了大量的时间、电力和维护费用。而且，随着人们对石油勘探地震资料处理的周期要求越来越短，精度要求越来越高，服务器集群的规模越做越大，在系统构建成本、数据中心机房空间、内存和I/o带宽、功耗散热和电力限制、可管理性、编程简易性、扩展性、管理维护费用等方面都面临着巨大的挑战。
[0004]综上所述，亟待提出一种可以满足地震勘探资料处理需求的叠前时间偏移系统。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种地震叠前时间偏移的计算方法及系统，以解决地震叠前时间偏移的性能低的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明公开一种地震叠前时间偏移的计算方法，包括:
[0007]地震叠前时间偏移的计算系统中每个计算节点收集本计算节点内图形处理器GPU配置信息；
[0008]如果计算节点根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内不包含GPU卡，则直接调用叠前时间偏移中央处理器CPU版本函数计算地震叠前时间偏移；
[0009]如果计算节点根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内包含GPU卡，则在调用叠前时间偏移CPU版本函数的同时，根据本计算节点内包含的GPU卡的类型，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数，协同计算地震叠前时间偏移。
[0010]可选地，上述方法中，所述GPU卡的类型至少包括费米GPU和开普勒GPU。
[0011]可选地，上述方法中，计算节点内包含的GPU卡的类型为费米GPU时，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数为叠前时间偏移费米GPU版本函数。
[0012]可选地，上述方法中，计算节点内包含的GPU卡的类型为开普勒GPU时，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数为叠前时间偏移开普勒GPU版本函数。
[0013]可选地，上述方法中，所述对应的叠前时间偏移GPU函数，采用计算统一设备架构CUDA编程模型，对偏移计算部分进行GPU移植和优化，设计偏移计算GPU内核，调用快速傅里叶变换GPU库进行快速傅里叶变换FFT计算，计算完后，调用偏移计算GPU内核。
[0014]可选地，上述方法中，所述叠前时间偏移CPU函数采用多个CPU核心并行计算FFT，再计算核心并行偏移计算。
[0015]可选地，上述方法还包括:
[0016]所述地震叠前时间偏移的计算系统采用并行存储方式存储地震道数据，所有计算节点并行读地震道数据。
[0017]本发明还公开了一种地震叠前时间偏移的计算系统，至少包括:
[0018]下发单元，触发各计算节点收集本计算节点内图形处理器GPU配置信息；
[0019]计算节点，收集本计算节点内GPU配置信息，如果根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内不包含GPU卡，则直接调用叠前时间偏移中央处理器CPU版本函数，如果根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内包含GPU卡，则在调用叠前时间偏移CPU版本函数的同时，根据本计算节点内包含的GPU卡的类型，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数。
[0020]可选地，上述系统中，所述GPU卡的类型至少包括费米GPU和Ifepler GPU。
[0021 ] 可选地，上述系统中，计算节点内包含的GPU卡的类型为费米GPU时，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数为叠前时间偏移费米GPU版本函数。
[0022]可选地，上述系统中，计算节点内包含的GPU卡的类型为开普勒GPU时，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数为叠前时间偏移开普勒GPU版本函数。
[0023]可选地，上述系统中，所述对应的叠前时间偏移GPU函数，采用计算统一设备架构CUDA编程模型，对偏移计算部分进行GPU移植和优化，设计偏移计算GPU内核，调用快速傅里叶变换GPU库进行快速傅里叶变换FFT计算，计算完后，调用偏移计算GPU内核。
[0024]可选地，上述系统中，所述叠前时间偏移CPU函数采用多个CPU核心并行计算FFT，再计算核心并行偏移计算。
[0025]可选地，上述系统中，所述地震叠前时间偏移的计算系统采用并行存储方式存储地震道数据。
[0026]本申请技术方案采用软硬件一体化系统设计，满足了石油地震勘探资料处理的需求，一方面使叠前时间偏移能自适应原有系统，并且能自适应新增系统，使系统能扩容升级，并且不浪费原有系统资源；另一方面提高了叠前时间偏移的计算性能，并节省功耗，降低机房构建成本和管理、运行、维护费用。
【附图说明】
[0027]图1为本实施例硬件平台设计逻辑图；
[0028]图2为本实施例函数调用图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供一种地震叠前时间偏移系统的实现方法，主要包括如下操作:
[0032]地震叠前时间偏移的计算系统中每个计算节点收集本计算节点内GPU配置信息；
[0033]如果计算节点根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内不包含GPU卡，则直接调用叠前时间偏移CPU版本函数计算地震叠前时间偏移；
[0034]如果计算节点根据所收集的GPU配置信息判断本计算节点内包含GPU卡，则在调用叠前时间偏移CPU版本函数的同时，根据本计算节点内包含的GPU卡的类型，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数，协同计算地震叠前时间偏移。
[0035]其中，本实施例所涉及的GPU卡的类型至少包括Fermi (费米)GPU和K印Ier (开普勒)GPU。
[0036]例如，计算节点内包含的GPU卡的类型为Fermi GPU时，调用对应的叠前时间偏移GI3U版本函数为叠前时间偏移Fermi GPU版本函数。同样的，计算节点内包含的GPU卡的类型为Kep I er GPU时，调用对应的叠前时间偏移GPU版本函数则为叠前时间偏移Kep I er GPU版本函数。
[0037]另外，本实施例中所涉及的地震叠前时间偏移的计算系统采用并行存储方式存储地震道数据，所有计算节点并行读地震道数据，再进行地震叠前时间偏移计算。
[0038]还要说明的是，在上述方法的基础上，还可以包括搭建叠前时间偏