面向人工智能和大数据的高效能计算

:【目的】本文主要分析人工智能和大数据应用随着迅速增大的数据规模,给计算机系 统带来的主要挑战,并针对计算机系统的发展趋势给出了一些面向人工智能和大数据 亟待解决的高效能计算的若干研究方向。【文献范围】本文广泛查阅国内外在超级计 算和高性能计算平台进行大数据和人工智能计算的最新研究成果及解决的挑战性问 题。【方法】大数据既为人工智能提供了日益丰富的训练数据集合,但也给计算机系 统的算力提出了更高的要求。近年来我国超级计算机处于世界的前列,为大数据和人 工智能的大规模应用提供了强有力的计算平台支撑。【结果】而目前以超级计算机为 代表的高性能计算平台大多采用CPU+加速器构成的异构并行计算系统,其数量众多 的计算核心能够为人工智能和大数据应用提供强大的计算能力。【局限性】由于体系 结构复杂,在充分发挥计算能力和提高计算效率方面存在较大挑战。尤其针对有别于 科学计算的人工智能和大数据领域,其并行计算效率的提升更为困难。【结论】因此 需要从底层的资源管理、任务调度、以及基础算法设计、通信优化,到上层的模型并 行化和并行编程等方面展开高效能计算的研究,全面提升人工智能和大数据应用在高 性能计算平台上的计算能效。

  • 2021-06-23
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基于云端大数据的智能导向钻井技术方法 (1)

导向钻井技术方法是 21 世纪全球石油工业最重要的技术之一,也是美国“页岩气革命”核心技术水平钻井的关键组 成部分。当前,导向钻井的主要研究目标是提高钻井速度、降低钻井时间和风险,智能化是目标实现的重要途径。文章分析 了国内外大数据与人工智能在石油工业应用情况,建立了云端大数据智能导向钻井方法架构,提出了随钻测井参数人工智能 反演与识别方法,指出了云端大数据与智能算法管理的实现途径,得出如下结论:(1)基于云端大数据智能导向钻井方法主要 包括物联网感知层、大数据存储层和云平台决策层。物联网感知层实现井场关键信息的采集并传输至大数据中心;大数据中 心支持数据存储与云管理;云平台决策层依托大数据中心的海量数据,进行云端地面软件控制、人工智能决策以及云平台管 理。(2)采用机器学习的方法智能反演与识别地层岩性,选择自然电位、自然伽马、密度、声波、补偿中子、电阻率等 6 条随钻 测井数据,分别采用不同的机器学习算法进行地层岩性反演与识别,决策树模型和随机森林模型分别达到 0. 81 和 0. 89 的准 确度,形成了一套可快速自动描述岩性特性分类的方案。(3)云端平台管理决策可进行井下实时数据解码,获取钻井轨迹和 测井曲线,其中云端人工智能决策模块对地层及钻井参数进行智能反演预测,可实现钻井轨迹智能修正和钻井参数智能优 化,保证智能导向工程钻得准、钻得快。

  • 2021-06-21
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