Simulação de reservatórios de petróleo em ambiente MPSoC

The constant increase of complexity in computer applications demands the development of more powerful hardware support for them. With processor's operational frequency reaching its limit, the most viable solution is the use of parallelism. Based on parallelism techniques and the progressive growth in the capacity of transistors integration in a single chip is the concept of MPSoCs (Multi-Processor System-on-Chip). MPSoCs will eventually become a cheaper and faster alternative to supercomputers and clusters, and applications developed for these high performance systems will migrate to computers equipped with MP-SoCs containing dozens to hundreds of computation cores. In particular, applications in the area of oil and natural gas exploration are also characterized by the high processing capacity required and would benefit greatly from these high performance systems. This work intends to evaluate a traditional and complex application of the oil and gas industry known as reservoir simulation, developing a solution with integrated computational systems in a single chip, with hundreds of functional unities. For this, as the STORM (MPSoC Directory-Based Platform) platform already has a shared memory model, a new distributed memory model were developed. Also a message passing library has been developed folowing MPI standard

O constante aumento da complexidade das aplicações demanda um suporte de hardware computacionalmente mais poderoso. Com a aproximação do limite de velocidade dos processadores, a solução mais viável é o paralelismo. Baseado nisso e na crescente capacidade de integração de transistores em um único chip surgiram os chamados MPSoCs (Multiprocessor System-on-Chip) que deverão ser, em um futuro próximo, uma alternativa mais rápida e mais barata aos supercomputadores e clusters. Aplicações tidas como destinadas exclusivamente a execução nesses sistemas de alto desempenho deverão migrar para máquinas equipadas com MPSoCs dotados de dezenas a centenas de núcleos computacionais. Aplicações na área de exploração de petróleo e gás natural também se caracterizam pela enorme capacidade de processamento requerida e deverão se beneficiar desses novos sistemas de alto desempenho. Esse trabalho apresenta uma avaliação de uma tradicional e complexa aplicação da indústria de petróleo e gás natural, a simulação de reservatórios, sob a nova ótica do desenvolvimento de sistemas computacionais integrados em um único chip, dotados de dezenas a centenas de unidades funcionais. Para isso, um modelo de memória distribuída foi desenvolvido para a plataforma STORM (MPSoC Directory-Based Platform), que já contava com um modelo de memória compartilhada. Foi desenvolvida, ainda, uma biblioteca de troca de mensagens para esse modelo de memória seguindo o padrão MPI