MicroSeismic évalue le HPC dans le Cloud

Les instances de processeurs Intel® dans le Cloud ont montré leur potentiel d'économies sur les coûts, de traitement plus rapide et des possibilités commerciales.

En bref :

  • MicroSeismic, Inc. (MSI) offre à ses clients du secteur de l'énergie différents services permettant de cibler et de surveiller les opérations de fracturation hydraulique afin d'optimiser la production de pétrole, qui comprennent l'utilisation de capteurs distribués qui collectent d'énormes quantités de données.

  • Un nouveau déploiement pilote réalisé avec l'assistance de Six Nines IT démontre comment MSI peut bénéficier du transfert de certaines charges de travail de calcul intensif (HPC) sur des instances Cloud optimisées pour le traitement HPC et l'IA avec des technologies Intel®.

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Synthèse

MicroSeismic, Inc. (MSI) offre à ses clients du secteur de l'énergie différents services permettant de cibler et de surveiller les opérations de facturation hydraulique afin d'optimiser la production de pétrole. Le processus comprend l'utilisation de capteurs distribués qui collectent d'énormes quantités de données. Les systèmes de calcul intensif (HPC) analysent ensuite ces informations afin d'en tirer des renseignements significatifs et de visualiser en 3D les gisements de pétrole souterrains. À ce jour, MSI a réalisé une évaluation des données sur son cluster HPC dédié, hébergé dans un centre de données voisin. Cependant, un nouveau déploiement pilote (PoC) réalisé avec l'assistance de Six Nines IT démontre comment MSI peut bénéficier du transfert de certaines charges de travail HPC sur des instances Cloud optimisées pour le traitement HPC et l'IA avec des technologies Intel®. L'extension de leurs options à Amazon Web Services (AWS), utilisant des instances de processeurs Intel® prenant en charge les extensions Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) et la technologie Intel® DL Boost, a démontré le potentiel d'accroissement de l'élasticité sur de grosses charges de travail, d'accélération de l'obtention de renseignements lors de l'analyse des données, et de réduction du coût par téraoctet lors du traitement des données.

Enjeux

Les services de MicroSeismic aident ses clients à optimiser le développement de champs de pétrole et de gaz non conventionnels. En comprenant de quelle distance espacer les puits, les clients peuvent équilibrer les coûts de forage et de construction des puits en fonction de la valeur de la production afin de mieux l'optimiser.

Les systèmes HPC traitent de vastes quantités de données, afin de visualiser et de connaître les propriétés des roches à plusieurs kilomètres de profondeur et d'identifier le nombre et le positionnement idéal des puits, pour extraire le pétrole et le gaz efficacement. MSI traitait précédemment ces charges de travail d'analyse de données sur les systèmes HPC de leurs centres de données locaux. Aujourd'hui, MSI est confrontée à une demande de flexibilité croissante de son infrastructure HPC et à la nécessité de contrôler les dépenses en immobilisations, tout en continuant de fournir des renseignements plus rapidement.

Solution

MSI a collaboré avec Six Nines IT, partenaire consultant Premier du Réseau de partenaires AWS (APN), pour développer une option HPC pilote basée sur le Cloud capable de prendre en charge les charges de travail d'analyse complexes des données issues des capteurs. L'équipe a évalué plusieurs solutions AWS, dont des instances de CPU et de GPU optimisées, et a déterminé la meilleure configuration pour leur application avec des instances Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) C5d soutenues par des technologies Intel®. La recherche visant à compléter l'infrastructure HPC sur site de MSI a mené à une proposition comportant des solutions HPC d'AWS offrant à MSI le bon compromis entre l'élasticité, le coût et la vitesse, permettant de réaliser efficacement le travail lié aux clients.

Résultats

La solution pilote, ainsi que l'optimisation permettant à leurs logiciels de données de fonctionner dans des instances du Cloud, ont révélé plusieurs avantages potentiels. En plus de l'accès à de nombreuses instances équipées de technologies Intel® sur AWS, MSI pouvait contrôler ses coûts d'exploitation en fonction des délais d'obtention de renseignements souhaités en sélectionnant l'instance optimale. MSI peut également optimiser le code pour le rendre « natif du Cloud », ce qui accroît les performances de ses applications. De plus, les systèmes HPC basés sur le Cloud peuvent utiliser le tout dernier matériel. Ses résultats ont montré que les instances C5d, basées sur des processeurs Intel® Xeon® Scalable sous-jacents, offrent d'excellentes performances répondant à ses engagements commerciaux.

L'équipe a évalué plusieurs solutions AWS, dont des instances de CPU et de GPU optimisées, et a déterminé la meilleure configuration pour leur application avec des instances Amazon EC2 C5d soutenues par des technologies Intel®.

« Voir » ce qui git sous terre

Lorsque les producteurs de pétrole identifient des gisements souterrains, ils demandent à MicroSeismic de les aider à surveiller les effets de la fracturation hydraulique sur la roche dans laquelle se trouvent le pétrole et le gaz. Ces gisements ne peuvent être exploités qu'après avoir brisé la roche en injectant de l'eau à très haute pression. La surveillance permet aux clients de MSI de réduire les coûts en identifiant le traitement de fracturation le plus efficace et la distance idéale entre les puits de production. Cette opération contribue également à minimiser l'impact du processus d'extraction de pétrole sur l'environnement local.

MicroSeismic accomplit cette tâche en plaçant une énorme batterie d'antennes et des milliers de capteurs de surface, appelés capteurs géophoniques, au-dessus du puits dont la roche est en cours de fracturation. Le processus est semblable à celui de la surveillance des tremblements de terre, mais à très grande échelle. Chaque capteur enregistre le son du craquement de la roche et collecte de nombreux téraoctets de données. Les systèmes HPC de MSI traitent toutes ces informations après les avoir décomposées en petits lots de données représentant cinq minutes de surveillance. Ensuite, le logiciel propriétaire de MSI exécuté sur une infrastructure HPC extrapole ces informations pour créer une carte tridimensionnelle complète et animée des « événements » de fracturation de roche, ce qui permet au client de voir ce qui se passe à des kilomètres sous terre.

L'énorme batterie d'antennes de MicroSeismic composée de milliers de capteurs de surface, appelés capteurs géophoniques, enregistre le son du craquement de la roche et collecte de nombreux téraoctets de données.

Pour rester concurrentiel dans le secteur de l'énergie mondial, MSI cherche à fournir ces précieux renseignements à ses clients aussi rapidement que possible. Les instances Cloud équipées de technologies HPC Intel contribuent à accélérer ce processus en complément des clusters se trouvant sur site.

« D'après l'analyse pilote de MicroSeismic, les instances Amazon EC2 C5d et les technologies Intel sous-jacentes ont le potentiel de fournir à ses clients des résultats plus rapidement et une valeur supérieure, à un moindre coût. Les ensembles de données dont l'analyse prenait précédemment toute la nuit peuvent fournir des renseignements significatifs en seulement trente minutes. » —Peter Duncan, President and CEO of MicroSeismic, Inc.

Transformer l'entreprise avec des solutions HPC basées sur le Cloud

En 2019, MSI a réalisé environ six millions de tâches d'analyse de données, nécessitant environ 1,5 million d'heures de calcul sur son cluster HPC dédié hébergé dans un centre de données proche. Dans le secteur d'activité de MicroSeismic, le temps, c'est de l'argent. En réduisant les délais nécessaires à des milliers de tâches de calcul, le personnel de l'organisation peut porter davantage son attention sur le service à la clientèle. Il peut également fournir des résultats en temps réel afin de soutenir le processus de prise de décisions opérationnelles des clients.

En collaboration étroite avec Six Nines IT, partenaire consultant Premier du Réseau de partenaires AWS, MicroSeismic évalue actuellement des options permettant d'accroître la capacité de son système HPC dans le centre de données local. Grâce à un vaste processus d'évaluation exhaustif, l'équipe resserre sa recherche sur quelques solutions de fournisseurs de services HPC dans le Cloud. Un pilote sur AWS utilisant des instances C5d équipées de processeurs Intel® Xeon® Scalable avec des extensions Intel® AVX-512 démontre comment MSI peut obtenir la combinaison de vitesse, de flexibilité et de rentabilité nécessaire pour traiter rapidement les données. Ces avantages peuvent aider MSI à fournir à ses clients de nouveaux renseignements plus rapidement que possible auparavant. La solution AWS comprend un nœud HPC maître qui crée de manière dynamique d'autres instances de calcul/worker selon les besoins, afin de prendre en charge les charges de travail lourdes en données, puis arrête le processus lorsque le travail est terminé.

Si le déploiement du Cloud est réalisé, Six Nines IT prévoit également d'aider MSI à optimiser les codes qui permettent aux applications propriétaires de MicroSeismic de réaliser pleinement leur potentiel dans le nouvel environnement HPC.

Le test pilote avec un système HPC sur une solution AWS s'appuyant sur des technologies HPC prêtes à l'IA d'Intel offre plusieurs avantages

Les bancs d'essai préliminaires réalisés par Amazon Web Services (AWS) démontrent comment les déploiements C5d peuvent offrir à MicroSeismic des performances jusqu'à 10 fois supérieures sur les charges de travail par rapport à la solution HPC sur site existante. Grâce à l'aide des instances HPC dans le Cloud, l'objectif à long terme de MSI est de réaliser des analyses en temps réel. La réduction des délais de traitement des charges de travail sur le Cloud permettrait au personnel de développement de MSI de réaliser des activités à valeur ajoutée supérieure, comme l'optimisation du code, de la taille des lots, entre autres, pour fournir des résultats plus rapidement aux clients. Le traitement HPC dans le Cloud pourrait aider les géophysiciens de MSI à passer plus de temps à interpréter les données que sur les mécanismes du traitement de données. Pour en savoir plus sur les performances et les résultats des bancs d'essai, rendez-vous sur intel.com/benchmarks.

Gros plan sur MicroSeismic, Inc.

La société MicroSeismic (MSI), établie en 2003 et dont le siège se trouve à Houston, au Texas. (MSI) est une société de services aux champs pétrolifères qui fournit des services d'évaluation de complétion permettant de surveiller les opérations de fracturation hydraulique sur les gisements de pétrole et de gaz non conventionnels. MSI a inventé l'utilisation de la surveillance des microséismes de surface pour écouter le signal acoustique émis par un réservoir lors d'une stimulation. À l'aide de batteries de surface, de subsurface et de fond de trou, MSI aide les sociétés pétrolières et gazières à comprendre comment le réservoir répond à la fracturation hydraulique, son impact sur le développement du gisement, et les décisions liées à la conception de la complétion. En outre, les solutions MSI contribuent à déterminer la récupération finale estimée, une mesure de la production économique totale au cours de la durée d'exploitation d'un puits de pétrole ou de gaz. MSI a surveillé et analysé plus de 45 000 phases de fracturation aux États-Unis et dans 18 pays, avec une sécurité exceptionnelle enregistrant plus de 2,2 millions d'heures-personnes sans incident avec arrêt de travail.

Gros plan sur Six Nines IT

Six Nines, dont le siège se trouve à Oakland, en Californie, est un partenaire consultant Premier du Réseau de partenaires AWS (APN) et a facilité la migration réussie de centaines de clients vers le Cloud. Six Nines se spécialise dans le calcul intensif (HPC) et offre toute une gamme de services d'expertise sur le Cloud visant à accélérer l'adoption du Cloud et à en réduire le risque. Sa combinaison unique de vitesse, d'agilité, d'expertise technique et d'expérience aide les clients à rentabiliser rapidement leur investissement tout en respectant la sécurité et la conformité. La société Six Nines a été fondée en 2008, en s'appuyant sur l'idée que les sociétés auraient besoin d'un nouveau type de partenariat leur permettant d'intégrer de manière responsable l'écosystème émergeant du Cloud.

Gros plan sur Amazon Web Services (AWS)

Amazon Web Services est, depuis près de 14 ans, la plate-forme Cloud la plus complète et la plus largement adoptée. AWS offre plus de 175 services complets de calcul, de stockage, de bases de données, de réseau, d'analytique, de robotique, de machine learning et d'intelligence artificielle (IA), d'Internet des objets (IoT), de mobilité, de sécurité, hybrides, de réalité virtuelle et augmentée (RV et RA), multimédias, et de développement, de déploiement et de gestion d'applications dans 69 zones de disponibilité (ZD) situées dans 22 régions, et a annoncé l'ajout prévu de 16 zones de disponibilité et de cinq régions AWS supplémentaires en Indonésie, Italie, au Japon, en Afrique du Sud et en Espagne. Des millions de clients, comprenant les jeunes pousses dont la croissance est la plus rapide, les plus grandes entreprises et de grands organismes gouvernementaux, font appel à AWS pour prendre soin de leur infrastructure, devenir plus agiles et réduire les coûts.

Composants de la solution

Instances Amazon EC2 C5d avec processeurs Intel® Xeon® Scalable de 2ᵉ génération équipés du jeu d'instructions Intel® Advanced Vector Extensions 512 (AVX-512)

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