道达尔揭幕全球最强工业超级计算机，能成为能源巨头的数字化先锋吗？
记者 | 钱伯彦 发自德国
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位于法国比利牛斯省的波城（Pau），人口仅为八万。在任何一份世界地图上，都无法找到这个名不见经传的小城。
但是波城并不平凡。这里有直通巴黎拉德芳斯的专属光纤，还有法国最大的超级计算机。这里也是石油巨头道达尔（Total S.A.）的研发中心。
当地时间9月6日，道达尔在波城正式揭幕了公司全新的超级计算机Pangea III。这台理论峰值性能达25 Pflops的超算，拥有相当于13万台笔记本电脑的计算能力，一举成为欧洲第二、世界第十一强的超算。
Pflops，指的是每秒运算能力达一千万亿次，是衡量电脑计算能力的标准。25 Pflops，意味着每秒运算能力达2.5万万亿次。
今年6月中旬，道达尔已在波城研发中心开展了Pangea III的前期运行。
由于目前排名前十的超算都归属各大研究所或各国大学所有，私营性质的道达尔Pangea III由此坐上了工业界和企业届第一超算的宝座。
凭借Pangea III强大的运算能力，道达尔公司的运算力也相应翻了六倍，达到31.7 Pflops，进一步确保了其在能源行业计算能力的地位。紧随其后的是意大利能源公司埃尼（Eni S.p.A.），其运营的两台超算HPC2及HPC4，运算能力分别为4.6 Pflops和18.6 Pflops；英国石油公司（BP）设在美国休斯顿的超算中心，则拥有11.2 Pflops的运算能力。
道达尔目前尚未公布新超算的建造成本，但根据Pangea I和Pangea II两台超算3000万欧元的预算推测，Pangea III的成本应达到八位数欧元。
除了不惜重金投资超算之外，道达尔还在去年宣布与谷歌合作，成立人工智能团队以处理庞大的数据量。随着Pangea III的上线，道达尔数个超算的总存储容量已达到了7600万GB。
超算对于道达尔和其他石油巨头们到底有多重要？
仅从Pangea III的名字就可窥见一斑。Pangea本意为2.5亿年形成的盘古超大陆。它不仅象征着海陆变迁的地质历史，其形成的年份也正好与目前主流的生物成油理论推测的石油生成历史吻合。
根据道达尔6月发布的公告，Pangea III将主要用于地震成像、模拟开采模型，以及通过分子建模优化精炼工艺。
“我们需要如此的运算能力，从地震波数据的处理和成像，到鉴别寻找地质结构中可能的圈闭，再到确定油气开采的最佳策略，一次运算就是数百万美元。"道达尔勘探开采部门总裁布勒亚克（Arnaud Breuillac）在9月6日的致辞并不是夸大其词。
当前的油气资源物理勘探法，主要建立在地震波于不同岩层中拥有不同的传播速度和振幅这一基本特性之上。例如，在海洋地壳勘探时，探测船会在船尾拖曳着数根自带震源的拖缆，通过产生小规模人工地震波的方式，以观察海洋地壳对地震波的反馈。
因此，油气勘探可以相应地大致分为数据采集、数据处理和地下模型反演三大部分。
为了保证地下岩层模型结构的精度，并平衡反演的计算量，勘探时往往会对某一勘探区块进行网格状的切割划分。
以道达尔在东地中海塞浦路斯海域的勘探区块为例，工作区域超过40 km x 40 km x 10 km。
对于商业石油勘探而言，即便仅粗略地将工作区域划分为50 m x 50 m x 20 m的网格，也意味着需要求解超过3亿个节点上的方程式。在实际勘探过程中，网格的精度往往在10 m级别，这相当于节点数量将以几何级数增长。
将一块大区域划分成数十米的小网格区块进行简化，已经成为了解决复杂模型和模型求解的基本思路。该方法也广泛应用于航空发动机研发时的流体仿真、制造工艺的数字孪生等各个工业领域。
除此之外，在数据处理环节，包括噪音剔除、叠前深度偏移等处理过程，都是计算量极为庞大的数学问题。
作为地震资料处理中的一项新技术，深度偏移在新世纪以来几乎已成为数据处理的标配。这和近20年来拥有成千上万个CPU的超算普及密不可分。
中国拥有神威·太湖之光和天河二号等世界超一流超算，中石油、中石化等石油公司可以借助国家力量。相比之下，道达尔、埃尼等欧洲能源企业，不得不面对欧洲本土缺乏强大超算的尴尬事实。
对于自行另起炉灶的道达尔来说，通过建造超算和投资人工智能，将这些数字化核心技术牢牢掌握在自己手中，或许能够成为其面对能源转型和数字转型时的最大优势。
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