绿色计算是高性能计算在节能降耗方面向传统计算中心模式提出的新挑战，是高性能计算产业发展的趋势。回顾高性能计算的发展历程，从大型机、并行机到今天的大规模PC集群以及热门的云计算，专用机房、供配电、制冷等技术也随之不断地变化，各个厂商已把节能降耗作为公司产品发展的目标。绿色计算科技正在成为当今社会的共识。

　　石油地震数据处理中心对高性能计算的依赖犹如鱼之于水，在全球高性能计算领域占据重要地位。据世界高性能计算组织Top500在2007年11月统计，地球物理领域占高性能计算应用的8.6%。2008年中国高性能计算组织Top100分析报告显示地球物理应用的装机量占35%。可是，世界绿色计算组织Green500在2007年的前10名排名中居然没有地球物理领域的席位。

　　面向地球物理应用的石油地震数据处理中心高性能计算平台以IA架构的PC集群居多，仍然在沿用专用机房、集中式UPS供配电、集中式制冷的传统模式。PC集群的直接耗电、供配电及制冷耗电及机房运行成本随着集群规模的扩大而直线上升，整体运行成本的投入几乎抵消了高性能计算的优越性，高能耗因素在以PC集群为平台的高性能计算方面已表现出限制性作用。

　　新技术的应用进一步推动高性能计算在石油地震数据处理领域快速发展。高性能计算使地球物理专家期望的三维叠前时间/深度偏移处理成为现实。地球物理算法，如弯曲射线追踪、炮域波动方程等地震处理技术的进步和全面应用，极大程度地提高了复杂地区的地震资料成像品质。伴随着对高性能计算需求与传统处理中心模式的局限性，绿色计算在石油地震数据处理中心的应用将是根本解决之道。本文将围绕石油地震数据处理中心绿色计算进行多方面的探讨。

　　传统数据

　　处理中心的不足

　　IA架构的PC集群在石油地震数据处理中心的应用已有十年之久，但支撑其运行的环境则是20年前大型机系统运行的传统环境。大型机运行环境具有以下特点:

　　●  大型机各组成部件在机房物理位置的分布特点决定了机房供配电和制冷以整体为目标。

　　●  集中式UPS不仅UPS主机自身耗电大，且后备电池组占据较大物理空间。

　　●  大型机机柜的制冷通道是垂直方向自下而上地下送风上出风，集中式机房专用制冷空调的制冷效果较均匀地分布在机房整体空间（机房地板与天花板之间的机房空间）。对于发热量较集中的CPU机柜、存储机柜等主机柜则采用封闭冰柜式独立制冷方式，制冷冷媒多以柜内氟利昂、柜外水循环完成热交换。

　　●  负荷与机房供配电和制冷无联动机制。即机房供配电和制冷对大型机运行负荷的变化不敏感。

　　传统大型机机房在制冷设计上充分考虑各设备运行负荷，针对主机等高负荷高热源采取局部高热，局部处理，对其他机柜则机房整体制冷。整体结合局部的制冷使这类机房的制冷效果达到最佳状态。这是传统大型机机房在节能降耗方面的最大特点（见图1）。

　　PC集群的优势

　　PC集群应用起步阶段，几乎沿用传统大型机机房运行模式（见图2）。随着PC集群在石油地震数据处理的规模扩充，高电耗成为一道门槛。其中主要原因是人们所得到的PC集群电耗与传统机房设计的不匹配所致。

　　PC集群与传统大型机在运行环境方面有以下不同点:

　　机房整体空间方面: 顾名思义，PC集群是以IA架构为主体的PC服务器群，它承袭了PC服务器机柜在水平方向的前进风后出风的风冷通道。目前，大多数PC集群厂家的产品采用这种风冷方式（只有少数厂家产品采用下送风上出风方式），机房整体制冷效率大打折扣。垂直散热的大型机机柜放置在垂直制冷的机房内，机房空调运行在70%负荷时可保证大型机机柜内正常工作温度，机房整体空间制冷较均匀。把水平散热的PC集群运行在垂直制冷的传统机房，冷风通道与散热通道呈垂直交叉，PC集群机柜内工作温度与机房整体温度出现了一个难以平衡的问题，即若保证机柜正常工作温度，则机房空调不仅要满负荷运行，还要增加空调设备，确保机房整体空间有充足的冷风从水平方向进入PC集群机柜散热，导致机房整体制冷浪费。

　　机柜局部散热: PC集群高热源集中在高运行负荷的计算节点密集的机柜内。计算节点机柜耗电约占机房整体耗电的80%，并且热源集中在机柜附近（见图3）。在传统大型机机房设计上采取局部独立制冷方法解决这样的局部高热源，但目前大多数石油地震数据处理中心未采用局部独立制冷与机房整体制冷相结合的方法，不计成本地向机房空间提供冷风造成机房空间制冷分布不均匀，不仅制冷效果低，还增加了空调电耗。

　　绿色计算方案

　　经过上述分析，结合目前石油地震数据处理中心的运行模式，将绿色计算引入石油地震数据处理领域已迫在眉睫。对于已投入运行或正在立项设计的数据处理中心，实现绿色计算的方式虽有差异，但以节能降耗为目标，整体和局部相结合，分布式制冷和分布式UPS并用是指导思路。

　　改进传统机房

　　既然传统大型机机房环境不适应PC集群的制冷和供配电，对机房的改进是首选方案（见图4）。传统机房改进设计时应考虑以下因素。

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