Viabilidad de acelerar la migración sísmica 2D usando un procesador específico implementado sobre un FPGA

The feasibility of speeding up 2D seismic migration using a specific processor on an FPGA

Este artículo describe el estado actual del proceso de migración 2D, desde el punto de vista del software y del hardware. Así mismo, presenta la actualidad del procesamiento específico usando FPGA, para luego poder concluir la viabilidad de implementar completamente el proceso de migración sísmica 2D sobre un FPGA a través de un procesador específico. Con el fin de obtener una visión global del estado actual del procesamiento específico usando FPGA, se usaron trabajos que muestran el desempeño de éste, en diversas áreas del conocimiento. Adicionalmente, como el proceso de migración sísmica 2D trabaja con datos en formato de punto flotante, en este artículo se presentan varios trabajos que muestran las tendencias en operaciones de punto flotante, tanto en procesadores de propósito general como específico; la información en él contenida permite concluir de manera general que los FPGA en esta área tienen un gran futuro, pues las empresas de la industria del petróleo han comenzado a desarrollar sus propias herramientas con el fin de optimizar aún más los procesos relacionados con la exploración de campos.

Introducción

Hoy en día las empresas relacionadas con la industria del petróleo usan clusters de computadores para calcular la migración 2D y 3D debido al gran costo computacional ocasionado por los elevados volúmenes de datos que se deben procesar. Para hacernos una idea de este costo computacional, normalmente el proceso de migración en 3D “gasta por lo menos un mes” para poder obtener los resultados finales usando un clúster con “una capacidad de procesamiento de 1GFLOPS”. Esta demora se debe a que típicamente los volúmenes de datos que se procesan son del orden de gigabytes (He et ál., 2004).

El principal problema de estas empresas consiste en  que  el proceso de migración se realiza cada vez que se explora una nueva área  en búsqueda de hidrocarburos (llega un nuevo set de datos), debido a que con las imágenes que dicho  proceso entrega el  equipo de geólogos realiza las respectivas interpretaciones del subsuelo en búsqueda del petróleo. Además hay ocasiones en las que es necesario migrar el mismo set de datos más de una vez, para poder resaltar algunos detalles que previamente no aparecen. En pocas palabras, este proceso se realiza frecuentemente. Las empresas que trabajan en la industria del petróleo siempre están buscando reducir estos tiempos de procesamiento para poder agilizar y aumentar sus exploraciones anuales. Una muestra de ello son sus considerables inversiones económicas en  clusters cada vez más  grandes que  a su vez requieren de sistemas de enfriamiento y su uso acarrea elevados consumos de energía (Panetta et ál., 2007).