Para los equipos de exploración de petróleo y gas, la imagen sísmica determina directamente las decisiones de perforación de alto valor. Cuando los geocientíficos pueden interpretar datos sísmicos más rápido, evaluar más escenarios de yacimientos y generar predicciones del subsuelo de mayor fidelidad, pueden refinar las decisiones de ubicación de pozos con mayor confianza. Una imagen sísmica distintiva, una interpretación acelerada y una mejor capacidad de modelado pueden mejorar la eficiencia del capital y reducir la incertidumbre, al tiempo que respaldan un desarrollo de campo más seguro y productivo.
Para bp, una importante empresa integrada de petróleo y gas con una larga y exitosa trayectoria en el aprovechamiento de la High-Performance Computing (HPC) para generar impacto empresarial, la cuestión no era si su infraestructura actual funcionaba. La pregunta era cuánto más lejos y cuánto más rápido podrían llegar los equipos de bp con la infraestructura de computación avanzada adecuada.
Para encontrar la respuesta, bp colaboró con Penguin Solutions y NVIDIA para diseñar y construir sobre su entorno de HPC habilitado para GPU en Houston, Texas, para cargas de trabajo de energía modernas, con el procesamiento sísmico como su misión principal.
El sistema combinará GPU NVIDIA Blackwell, DIMM Penguin SMART Memory 3840 e infraestructura refrigerada por líquido diseñada para ofrecer rendimiento, eficiencia y escalabilidad. Penguin Solutions también proporcionará soporte de implementación e integración in situ.
El resultado es una plataforma informática preparada para el futuro, diseñada para ayudar a bp a ejecutar algoritmos sofisticados, procesar conjuntos de datos más grandes y desbloquear nuevas oportunidades en todas sus operaciones. Diseñado para ofrecer una aceleración de más de 80 veces en los flujos de trabajo de imágenes sísmicas en comparación con las plataformas basadas en CPU de bp, el sistema también permitirá una simulación de yacimientos avanzada, donde la fidelidad física, la precisión numérica y el rendimiento influyen directamente en las predicciones de producción y almacenamiento.
¿Por qué modernizarse con HPC acelerada por GPU?
Los entornos operativos actuales tienen requisitos de seguridad y medioambientales más estrictos que imponen nuevas demandas a la infraestructura informática. Además, los operadores de petróleo y gas deben abordar yacimientos más complejos, lo que aumenta las expectativas de decisiones más rápidas y basadas en datos en todas las operaciones upstream y downstream.
Para bp, la modernización de HPC habilitada para GPU fue una inversión estratégica que alineó la capacidad de la infraestructura con las prioridades de la empresa en torno a la fiabilidad, la seguridad y la competitividad a largo plazo.
Una actualización de hardware convencional solo mejora la capacidad existente. Un programa de crecimiento amplía lo que los equipos pueden evaluar, modelar y ejecutar. Las arquitecturas aceleradas por GPU reducen el tiempo de solución, aumentan la fidelidad del modelo y permiten a los equipos ejecutar más escenarios de propagación sísmica, simulación de yacimientos, dinámica de fluidos computacional y análisis avanzados dentro de plazos operativamente relevantes.
Definir el éxito antes de diseñar la arquitectura
Antes de diseñar el primer rack, Penguin Solutions colaboró con bp para definir el éxito en términos de negocio. Tres resultados requeridos por bp proporcionaron un marco de decisión que guió cada elección arquitectónica y compensación posterior:
- Innovación líder en la industria: El enfoque debía permitir técnicas sísmicas, modelos de simulación de yacimientos y flujos de trabajo analíticos que no eran viables en una infraestructura basada en CPU, proporcionando más potencia de cómputo para ampliar lo que los equipos de geociencia e ingeniería de bp podían lograr y extender el rango de flujos de trabajo gestionados de manera efectiva.
- Rendimiento máximo: El enfoque también debía crear un entorno donde los recursos de HPC pudieran seguir el ritmo de la creciente complejidad del modelo y del negocio al eliminar los cuellos de botella de los análisis avanzados, permitiendo una toma de decisiones más rápida y mejorando el rendimiento y el tiempo de solución.
- Excelencia operativa: En última instancia, bp necesitaba traducir un análisis más rápido y rico a través de los flujos de valor en operaciones más seguras, activos upstream y downstream más eficientes y equipos más productivos, con un éxito definido no solo por las tasas de utilización, sino también por un impacto operativo medible en todo el negocio.
Traduciendo la estrategia en requisitos
Las cargas de trabajo de propagación sísmica imponen grandes exigencias a la infraestructura. Por ejemplo, la precisión de una imagen del subsuelo depende de qué tan precisamente capture la simulación el comportamiento de las ondas en formaciones geológicas complejas. La potencia de cómputo disponible afecta la cantidad de detalles que los equipos pueden procesar, la rapidez con la que pueden iterar y la eficacia con la que pueden generar imágenes de alta calidad.
«Al combinar la experiencia en HPC de Penguin Solutions con la tecnología de GPU de NVIDIA, estamos permitiendo que nuestros equipos utilicen algunos de los métodos físicos más avanzados disponibles en la obtención de imágenes sísmicas», afirmó Richard Corfield, Vice President of Imaging Technology en bp. «La capacidad de ejecutar algoritmos cada vez más sofisticados a gran escala nos ayuda a generar información más rápidamente, mejorar el rendimiento operativo y obtener un mayor valor de nuestros datos. Este es un claro ejemplo de cómo la innovación tecnológica se traduce directamente en impacto empresarial».
La simulación de yacimientos añade otro nivel de intensidad computacional. Un simulador de yacimientos es una réplica digital de las formaciones rocosas subterráneas que predice cómo fluyen el petróleo, el agua y el gas a través del subsuelo a medida que cambian la presión y las condiciones operativas. La precisión numérica de estas simulaciones es clave, razón por la cual la doble precisión, o FP64, es importante para estas y otras aplicaciones, y por la que la arquitectura de bp se beneficia de la capacidad FP64 de la plataforma NVIDIA HGX™ B200.
Para bp, la modernización requería encontrar el equilibrio adecuado entre potencia de cálculo, tiempo de resolución, precisión y valor empresarial. Aunque una mayor potencia de cálculo puede permitir una mejor ciencia, la arquitectura también necesitaba lograr eficiencia operativa y un crecimiento escalable dentro de parámetros de costes disciplinados en varias áreas de diseño interdependientes.
Equilibrio de computación, memoria y E/S
La densidad de las GPU requería una alineación cuidadosa con el ancho de banda de la memoria, el rendimiento del almacenamiento y el caudal de E/S. Un clúster de GPU denso puede crear nuevos cuellos de botella si la memoria, la red o el almacenamiento no pueden seguir el ritmo. Al incorporar ocho GPU NVIDIA Blackwell por nodo, junto con dos CPU x86 y los DIMM SMART Memory 3840 de Penguin, Penguin Solutions ayudó a bp a diseñar un entorno equilibrado donde la computación, la memoria y el movimiento de datos funcionan juntos a la perfección en cargas de trabajo de imágenes sísmicas, simulación de yacimientos y dinámica de fluidos computacional.
Arquitectura de almacenamiento y movimiento de datos
Los conjuntos de datos sísmicos pueden ser extremadamente grandes y el movimiento de datos puede afectar al coste, el rendimiento y la eficiencia del flujo de trabajo. El diseño de expansión debía tener en cuenta el origen de los datos, cómo los procesan los equipos, cuántos datos conservan y cómo el almacenamiento y la red pueden mantener a las GPU abastecidas de datos.
Penguin Solutions ayudó a bp a evaluar los requisitos de almacenamiento y movimiento de datos para que el entorno pudiera soportar tanto los flujos de trabajo actuales como el crecimiento futuro.
Escalabilidad y opcionalidad
Debido a que bp espera que la demanda de computación siga creciendo, Penguin Solutions ayudó a la empresa a planificar una mayor expansión, escalabilidad e interoperabilidad entre generaciones de GPU y ecosistemas de proveedores, reduciendo el riesgo de dependencia de un solo proveedor y apoyando el crecimiento futuro del centro de HPC.
Refrigeración líquida
Las densidades de GPU para esta clase de carga de trabajo de HPC requieren estrategias de refrigeración avanzadas. bp preparó sus instalaciones para la refrigeración líquida, mientras que Penguin Solutions proporcionó el diseño y el soporte de implementación. Este enfoque ayudó a proteger el rendimiento, mejoró la eficiencia energética y respalda la fiabilidad de la infraestructura a largo plazo.
El ecosistema: bp, NVIDIA y Penguin Solutions, una fórmula para el éxito
Este proyecto requirió una estrecha coordinación entre bp, NVIDIA y Penguin Solutions.
Para bp, donde la obtención de imágenes sísmicas es el facilitador fundamental de cada pozo perforado, la aceleración lograda mediante el crecimiento y la optimización de la computación de alto rendimiento tiene consecuencias directas para la calidad de la perforación, la recuperación de reservas y la eficiencia del capital. La misma base también fortalece la simulación de yacimientos de alta precisión, ayudando a los equipos a conectar la comprensión del subsuelo con una entrega de energía más fiable y eficiente.
La infraestructura resultante está diseñada para ser gestionada, no solo operada. Es modular, accesible y cuenta con el respaldo de los equipos de Penguin durante toda la implementación. La importante expansión de 2026 con unidades de Penguin Solutions casi duplicará la capacidad de HPC para imágenes sísmicas, análisis impulsados por AI, modelado meteorológico, simulación digital de rocas y simulación de yacimientos.
Además de suministrar chips de GPU, NVIDIA fue fundamental para impulsar la aceleración en toda la pila. Construida sobre NVIDIA HGX B200, la nueva plataforma integra GPU Blackwell conectadas con NVIDIA Quantum InfiniBand para proporcionar a bp una estructura de baja latencia para el procesamiento distribuido de datos sísmicos, la simulación de yacimientos y los flujos de trabajo de inteligencia artificial (AI).
NVIDIA colaboró con bp para optimizar códigos clave para la aceleración por GPU e incorporar las bibliotecas NVIDIA CUDA-X™ en sus cargas de trabajo, incluyendo NVIDIA cuFFT para la propagación de ondas acústicas y elásticas basada en FFT, NVIDIA nvCOMP con Bitcomp para la compresión de campos de ondas y las API de NVIDIA cuFile para el almacenamiento de campos de ondas habilitado para GPUDirect Storage.
Para bp, la decisión de trabajar con Penguin Solutions fue una cuestión de experiencia. La HPC energética no es una infraestructura de computación empresarial genérica. Los perfiles de carga de trabajo, los volúmenes de datos y los requisitos de rendimiento para la propagación sísmica y la simulación de yacimientos exigen decisiones de diseño que un integrador de sistemas generalista podría no acertar. Penguin se involucró desde el principio con arquitecturas de referencia validadas y experiencia directa en despliegues de infraestructura de AI, HPC y específicos para el sector energético.
El proceso de diseño y construcción de Penguin incluye la preintegración y la validación a escala bajo condiciones de carga de trabajo reales antes del despliegue. La aceleración esperada en los flujos de trabajo de imágenes sísmicas no es una mejora gradual que se logra tras meses de ajustes. Es el resultado esperado de una arquitectura que fue dimensionada y validada correctamente mucho antes de la puesta en marcha. Una obtención de imágenes sísmicas más rápida significa productos de subsuelo más sofisticados y decisiones de ubicación de pozos mejor fundamentadas.
“Lo que destacó a lo largo del proyecto fue la capacidad de Penguin para traducir nuestros requisitos en una solución que cumpliera tanto con nuestros objetivos de rendimiento como operativos”, señaló Elizabeth L'Heureux, jefa principal de HPC en bp. “El diseño de nodos modulares crea una infraestructura más fácil de mantener, lo que hace que el entorno sea más sencillo de gestionar, respaldar y evolucionar a medida que nuestras necesidades cambian con el tiempo”.
¿Qué sigue para bp?
El despliegue actual de bp es una plataforma para el crecimiento. A medida que este proyecto pasa del diseño y la construcción al despliegue y la gestión, el enfoque se desplazará hacia la optimización continua, el ajuste fino del rendimiento de la simulación sísmica y de yacimientos, y la evolución del entorno junto con los crecientes requisitos computacionales. Esta configuración escalable posiciona a bp para emprender futuras iniciativas de AI y satisfacer las crecientes demandas operativas a medida que la adopción de la AI se acelera en toda la industria del petróleo y el gas.
