亚马逊云科技案例研究: CGG

2021

CGG是全球地球科学技术领导者。CGG为自然资源、环境和基础设施领域提供全面的数据、软硬件产品和技术服务，负责任地帮助用户解决相关领域目前极其复杂的技术问题。CGG GeoSoftware中的地学软件产品Jason、HampsonRussell、PowerLog、RockSI、InsightEarth、EarthModel和Velpro等将岩石物理、地球物理和地质分析结合为一体，为全球的能源企业提供领先的勘探开发软件技术和解决方案。

业务需求与挑战

长期以来，地球物理以及油气勘探都是高性能计算的主要应用领域。生成地质统计学反演的不同实现是一个计算密集型的过程。首先，模型的维度是一个挑战。地球科学家使用包含数十亿个观测的数据集开展研究工作。由于数据采集和存储解决方案的技术进步，输入的数据量还会随着时间的推移而增多。除此之外，所使用的模型结构越来越复杂也是一个明显的趋势。以更高的分辨率表征地下储层的需求也在增加。为了顺应这些趋势并能够快速产生模拟成果，油气勘探开发企业通常需要在本地数据中心中不断堆叠计算与存储资源，而这一过程不仅会带来昂贵的IT软硬件与运维管理成本，也会因IT环境的配置拖慢项目的周期。

另一个挑战则与存储密切相关。地质统计学反演需要计算大量实现来评估复杂的地下储层，降低决策风险。这些实现彼此独立，从而要求问题求解在计算上具有可扩展性。同时，多个实现也是地质统计研究产生的输出数据比输入数据多一个数量级的原因。因此，并行计算很容易在底层存储解决方案中造成瓶颈。并行文件系统可以缓解这一挑战，但在本地环境中安装和管理它们需要额外的投入与开销。

面对这些挑战，CGG决定在最新发布的储层表征和测井解释软件方案GeoSoftware 11.0版本中引入云计算在高性能计算领域的优势，以增强用户体验、改进功能并提供更大的灵活性。

通过整合亚马逊云科技的高性能计算能力，GeoSoftware可以让地球科学家在几分钟内扩展出数千数万个CPU来应对作业队列的处理工作，将复杂运算结果的取得时间从传统方式的1周缩短至3~4小时。”

孙树林

赛吉纪技术服务（北京）有限公司技术经理

定制专属云计算解决方案

为什么选择亚马逊云科技

CGG在全球范围内与亚马逊云科技保持着良好的合作关系，为了向中国地区的油气勘探开发行业客户提供更加优质和便利的服务，CGG选择由西云数据运营的亚马逊云科技中国（宁夏）区域部署GeoSoftware 11.0版本。之所以做出这一选择，CGG认为亚马逊云科技在支持地球物理高性能计算工作负载方面具有以下几方面的优势：

满足高性能计算工作负载场景的服务能力

借助于亚马逊云科技近乎无限的弹性与可扩展计算资源及存储容量，CGG GeoSoftware的研发团队可以突破传统本地基础设施的限制利用云进行更多的技术与业务流程创新。提供弹性计算（Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2)）、存储（Amazon Simple Storage Service (Amazon S3)、Amazon FSx for Lustre等）、任务编排（Amazon Batch）和远程可视化（NICE DCV）等能力的亚马逊云科技服务非常适用于构建和实施高性能计算工作负载，能够满足CGG GeoSoftware软件在高性能计算方面的独特要求，并且这些服务都能提供灵活的即用即付的方式，无需长期承诺。

亚马逊云科技团队提供完整的解决方案支持

CGG在“云就绪”版本的GeoSoftware软件构建过程中也得到了亚马逊云科技团队提供的完整解决方案支持。亚马逊云科技架构师团队协助CGG GeoSoftware在其软件中充分整合了自动化和可编程能力，结合扩展计算（SOCA）部署和操作多用户环境为计算密集型工作流提供解决方案，并通过高性能计算即代码（HPC as a Code）的方式为软件提供动态配置的资源。方案中以Amazon Step Functions服务管理的状态机来实现云资源生命周期的自动化，当用户在客户端的Jason反演软件中提交计算任务时，状态机及其组件，如Amazon Lambda函数和执行策略会以编程方式创建Amazon CloudFormation堆栈，并自动部署所需云资源，当任务结束，资源不再需要的时候系统能够自动完成释放，整个过程无需用户手动干预。

基于亚马逊云科技部署的 CGG GeoSoftware 架构图

在更贴近客户的位置提供服务

在众多的云服务提供商中，亚马逊云科技的全球基础设施在合规性、安全性、可靠性与可扩展性方面都处于前列。作为一家全球化的公司，CGG通过使用在全球不同地点部署的、具备一致技术架构的亚马逊云科技服务可以轻松地实现GeoSoftware地球物理应用的构建，以更好地覆盖多个地理区域的油气勘探开发行业用户。在中国，依托由西云数据运营的亚马逊云科技中国（宁夏）区域，CGG能够在更贴近客户的位置以更低的延迟、更本地化的体验为中国的油气勘探开发企业提供服务。此外，亚马逊云科技在等级保护三级测评、ISO等认证也能够帮助行业客户满足《网络安全法》等对于数据驻留以及信息安全的合规性要求。

获得的成效

目前基于亚马逊云科技构建和部署的CGG GeoSoftware 11.0版本已经正式面向中国地区提供服务。CGG及其行业客户也通过在云上构建高性能计算场景而获得了多方面的成效：

大幅提升运算效率
为用户提供更加便利的体验
缩短项目周期并降低成本

大幅提升运算效率
Amazon Batch与Amazon CloudFormation提供的自动化动态资源调配能力能够让GeoSoftware软件面对高性能计算需求时快速获得所需的资源，在几分钟内扩展出数千数万个CPU应对作业队列的处理。消除传统本地数据中心部署模式因计算资源和容量受限带来的作业队列与等待时间过长问题，将复杂运算结果的取得时间从传统方式的1周缩短至3~4小时。因此，地球科学家能够更快速地迭代与增加模型的复杂性，加速模拟过程，同时产生数十到数百个地质统计反演实现，从而探索更多的场景应用。
为用户提供更加便利的体验
借助具备高性能远程桌面和应用程序流（NICE DCV）的Amazon EC2实例，地球科学家能够以远程的方式运行图形密集型应用程序，并且将用户界面流式传输到客户端计算机，而无需依赖昂贵的专用工作站。“运行在亚马逊云科技上的GeoSoftware为用户提供了新的使用体验，地球科学家可以从工作地点或家中的设备轻松访问云上的软件，获得与本地计算机运行媲美的流畅数据图形展现，使用户能够专注于地球物理的研究工作。”CGG技术经理孙树林说。
缩短项目周期并降低成本
基于亚马逊云科技提供的“云就绪”GeoSoftware 11.0版本软件推出后，油气勘探开发行业客户无需再花费高昂的前期成本和漫长的时间用于准备运行软件的本地数据中心，就可以随时根据项目的需求获取GeoSoftware 11.0专业储层表征和测井解释软件方案，完成勘探开发研究工作。并且云上的高性能计算资源可以在勘探项目结束后自动释放，让客户直接从云中获得效率提升和成本节约。而结合相较于按需定价折扣最高可以达到90%的Amazon EC2 Spot实例所提供的容错执行能力，也能为客户进一步节约成本。

展望未来，CGG将继续在亚马逊云科技上不断优化及丰富从勘探、评价到生产一体化的方案与用户体验，将成熟的GeoSoftware产品以软件即服务（SaaS）的方式提供给用户，构建全新服务油气行业的业务模式。亚马逊云科技也将深化与CGG的合作关系，双方将整合资源优势，评估更多的开发方案，共同开拓油气勘探开发行业的潜在客户，帮助油气企业以更经济高效的方式加速油气田勘探开发的流程。