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DIE HERAUSFORDERUNG

Bei der Öl- und Gasprospektion spielen die geologischen Informationen, die aus seismischen Abbildungen des Untergrunds gewonnen werden, eine zentrale Rolle. Durch die Auswertung der Daten seismischer Bodenuntersuchungen können natürliche Kohlenwasserstoffvorkommen erkannt und ihr möglichst effizienter Abbau geplant werden.

Diese Auswertung, früher ein arbeitsintensiver Prozess, der viel Erfahrung erforderte, wird heute durch fortschrittliche Visualisierungssysteme und computergestützte Verfahren vereinfacht. Die Geologen der Öl- und Gasbranche stehen jedoch vor einer immer größeren Herausforderung: die schwindenden Rohstoffvorkommen erfordern die Auswertung immer umfangreicherer Datenmengen, da zunehmend kleinere, komplexere Lagerstätten schneller und präziser identifiziert werden müssen.

DIE LÖSUNG

Das in Großbritannien ansässige Unternehmen ffa liefert seismische 3D-Analysesoftware und Dienste für die Öl- und Gasindustrie. Die Softwareanwendungen von ffa extrahieren aus seismischen 3D-Daten detaillierte Informationen und ermöglichen so einen präziseren 3D-Überblick über die geologischen Gegebenheiten und eine beschleunigte Dateninterpretation. Diese hoch entwickelten Anwendungen sind jedoch extrem rechenintensiv. Auf Standard-PCs, wie sie in dieser Branche verwendet werden, können die benötigten Berechnungen mehrere Stunden oder sogar Tage dauern.

Im Juni 2008 gab ffa die strategische Zusammenarbeit mit NVIDIA bekannt. Das Ziel war die Integration der CUDA-basierten Technologie zur Durchführung von Berechnungen auf dem Grafikprozessor in die seismische 3D-IPA-Software (Image Processing and Analysis) von ffa. Aufgrund ihrer Parallelität lassen sich Bildbearbeitung und Datenanalyse sehr gut auf den Grafikprozessor auslagern. Bereits seit 2007 zog ffa Möglichkeiten in dieser Richtung in Erwägung. Die Implementierung von CUDA bewirkte schließlich eine maßgebliche Beschleunigung der Forschung und Entwicklung bei ffa. Durch die Verlagerung der Berechnungen auf den Grafikprozessor ließ sich auch die Software von ffa deutlich beschleunigen. Rechenzeiten konnten von Tagen auf Minuten verkürzt werden, und die verarbeitbare Datenmenge wurde vervielfacht.

Steve Purves, Technical Director bei ffa, meint hierzu: „Wir setzen bereits seit einiger Zeit die Grafik-API ein, um komplexe Analysen beinahe in Echtzeit durchzuführen. Mit CUDA können wir Anwendungen nun direkt für den Grafikprozessor entwickeln. Dies bedeutet eine wesentliche Kostenersparnis und eine deutliche Steigerung der Rechenleistung. Insbesondere steht uns mit CUDA ein skalierbares und portierbares Verfahren zur Beschleunigung unserer Software auf unterschiedlichen PC- und Notebook-Konfigurationen zur Verfügung.“

DIE AUSWIRKUNGEN

CUDA ermöglicht ffa die Entwicklung hochleistungsfähiger, skalierbarer Lösungen zur Auswertung seismischer Daten auf Plattformen mit NVIDIA Quadro FX Grafikprozessoren, die im Kundenstamm von ffa bereits weit verbreitet sind. Darüber hinaus können bei Verwendung von NVIDIA Tesla Grafikprozessoren Leistungssteigerungen um das 40-fache bzw. 98-fache im Vergleich zur Verwendung von Singlethread-Code erzielt werden.

„Mit CUDA können wir unsere Algorithmen deutlich effektiver beschleunigen, als dies durch die Optimierung des Codes für moderne Quad-Core-CPUs möglich wäre. Für das Jahr 2009 planen wir die Veröffentlichung von Grafikprozessor-basierten Versionen unserer SVI Pro und SEA 3D Pro Produktreihen“, erklärt Steve Purves.

„Bei der Öl- und Gasprospektion und -förderung ist eine ständige Einschätzung der möglichen Risiken von höchster Wichtigkeit. Die Verlagerung der Berechnungen auf den Grafikprozessor stellt eine grundlegende Änderung des Auswertungsprozesses seismischer Daten dar und ermöglicht Geowissenschaftlern bislang unerreichte Interaktivität mit extrem umfangreichen Datensätzen. Dies wird mit Sicherheit zu einer maßgeblichen Steigerung der Produktivität führen und sich unmittelbar auf die Erfolgsaussichten der Prospektion und die Effizienz der Förderung auswirken.“

Weitere Informationen zu den Erfahrungen von ffa mit CUDA finden Sie auf: http://www.ffa.co.uk/download/ffASoftwarePerformanceAcceleration_October2008.pdf



 
 
 
 
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