随着地震勘探技术的发展，在显著提高地震成像精度的同时，地震勘探所产生的地震数据量越来越大，呈现典型的海量数据特征，同时也为地震勘探带来了地震资料高效处理的难题。由于地震数据的海量特征和地震资料处理过程的复杂性，一般的计算机是难以承受的，即使勉强用普通计算机对这些海量数据进行处理，也会由于运算能力不足而导致地震资料处理的周期太长。显然，地震资料处理必然需要高性能计算机的支持。实际上，自20世纪50年代起地震资料处理基本上已经由电子计算机来承担，地震勘探与超级计算机从那时起即已结下了不解之缘。
都说地震数据是海量的，那地震数据量会大到什么程度呢？在现今地震勘探中，一个几百平方千米的中型三维地震工区，其原始地震数据的数据量可达到数十太字节（TB）甚至数百太字节（1TB＝240字节），即使是经过处理后的叠后地震数据的数据量也有数太字节至数十太字节，这还没算上处理过程中所产生的大量中间成果数据，由此可见地震数据的体量之大。要对如此大的数据进行处理，尤其是高精度地震成像处理，如果没有高性能计算机的支撑是无法想象的，高性能计算机特别是超级计算机从20世纪50年代起就已经成为地震资料处理的标准设备。
超级计算机，简称超算，指能够进行高速运算并能对超大数据进行处理的计算机。虽然超级计算机和普通计算机的架构类似，但在性能和规模方面却有很大差异，一是拥有超快的数据处理速度，二是拥有超大的数据存储空间。超级计算机有多快呢？这里以中国第一台全部采用国产处理器构建的“神威·太湖之光”为例说明。该计算机安装有40960个自主研发的中央处理器，每个中央处理器由260个核心组成。也就是说，这台计算机系统一共有1065万个核心，是世界上首台运行速度超十亿亿次的超级计算机，其峰值性能达12．54亿亿次/秒，按巨型计算机领域的通用单位衡量，其浮点运算能力达93．1PetaFLOPS。与普通个人电脑相比，这种超级计算机的运算速度是前者的百万甚至千万倍。
PetaFLOPS是PetaFLoating－pointOperationsPerSecond的缩写，是一种衡量巨型计算机计算速度的计量单位，表示每秒可执行千万亿次浮点运算。其中，Peta的含义是千万亿次，即250次。
超级计算机的另一个特点是超大。从外观上看是体积庞大，通常占有一间房子、一层楼甚至一幢楼的空间，功耗更是千万瓦级别（神威·太湖之光运行一个小时耗电约1．5万度），与常见的只有几百瓦的个人电脑功耗相比，绝对是耗电大户。当然体积大和功耗大不是优点，体现超级计算机“超大”的主要指标是储存空间。神威·太湖之光的总存储空间约为1．5拍字节（PB，1PB＝1024TB＝250字节），这个数字相当于三百万部普通电影的存储容量，或相当于500个国家图书馆的藏书量。当然，每个时代对超级计算机的定义是不同的，与2016年度的神威·太湖之光相比，2022年度占据榜首、由美国橡树岭国家实验室制造的超级计算机的浮点运算能力已达到110．2PetaFLOPS，是前者的10倍。
超级计算机在地震勘探中的应用起始于20世纪60年代，迄今已经历了4次重大变革。
第一次变革发生于20世纪70年代，以主机加数据处理机（阵列机）为主要特征，以百万次计算机作为主力地震资料处理设备。1973年，燃料化学工业部与北京大学、第四机械工业部、国家计委地质局联合研制了中国第一台运算速度达百万次的150计算机（DJS－11）。这台采用集成电路的计算机是一种硬件和软件相结合的计算机系统，包括操作系统、编译系统、符号汇编系统和地震资料处理专用软件，开创了我国自行研制大型计算机及专用计算机软件的先河。
150计算机应该是中国在当时所拥有的运算速度最快的计算机了，研制完成后立即被安装到燃料化学工业部石油地球物理勘探局计算站（现中国石油集团东方地球物理公司研究院前身），并立即投入到海洋地震资料处理中。
1973年成功处理了第一条模拟地震剖面，1974年成功处理了第一条数字地震剖面，所取得的技术突破震惊了那些认为中国没有能力对地震资料进行数字化处理的国外同行，因而被赞誉为“争气剖面”。在随后的几年里，应用这台计算机处理了近10万千米的二维地震资料，这些地震资料在华北、中原和辽河等油田的勘探过程中发挥了重大作用。
第二次变革发生于20世纪80年代，以美国克雷研究公司研制的Cray－1、Cray－2为代表的向量计算机为主要特征，其运算能力达到每秒千万次和亿次。通过从法国、美国引进大量的向量计算机，部分满足了中国数字地震资料处理的需求。
与此同时，中国也开展了向量计算机的自主研发，1982年研制成功了国内第一台运算速度达1亿次的银河1号（YH－1）巨型计算机，并将其安装于石油地球物理勘探局研究院，用于地震资料数字处理，缓解了地震勘探急需超级计算机这一燃眉之急。
第三次变革发生于20世纪90年代，随着以美国IBM公司生产的IBMSP－2为代表的、具有运算速度快、配置灵活、体积小、通用性强等特点的高性价比工作站的出现，工作站及以工作站为基本单元的并行计算机得到了快速发展。由于工作站和并行机具有诸多的优势，在很多领域迅速取代了使用多年的大、中型计算机，极大地增强了地震资料数字处理的能力。
第四次变革发生于21世纪初，以高性能计算为主要特征的刀片式计算机集群基本上一统天下，并行技术和集群计算技术得到飞速发展，出现了通过专用网络连接的、具备可扩展、易管理、热插拔等特点的刀片式计算机集群系统，显著提高了计算机的运算能力，从而为地震资料处理领域的设备更新提供了新的解决方案。
刀片式计算机集群可采用分布式机制进行并行计算，因此它拥有超高计算性能，目前已成为地震数据处理领域的主流平台。随着计算机集群技术的发展，刀片式计算机集群系统的配置规模不断扩大，大型地震数据处理中心的集群系统规模已经达到数千个甚至上万个节点，计算能力普遍从百亿次级规模提高到目前的数十万至上百万亿次规模，为地震资料的高效处理奠定了基础，国内外大型地震资料处理系统纷纷向这类计算机集群系统迁移和部署。如拥有完全自主知识产权的GeoEast地震资料处理系统就已安装在天河二号计算机集群上，成功完成了多个叠前地震深度偏移处理项目，显著提高了海量地震资料处理的效率。
刀片式计算机是一种密集度高的低成本计算机服务器，是高性能计算机的一种，因其超薄、热插拔等特性而得名，一般用于特殊行业或者高密度工作环境。典型的刀片式计算机由一个或多个大型的主机箱体（机柜）及外围辅助设备组成，主机箱体内部有很多标准插槽，每一个标准插槽可插入一个可独立运行或共享式运行的板载服务器。
近年来，用于石油勘探的超级计算机数量更多，性能更强大。国内外各大石油公司均建设了不同规模的地震资料处理中心，计算能力从数十万亿次到数百万亿次不等。其中，作为中国石油勘探行业排头兵的中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司拥有规模巨大的地震资料处理专用高性能计算中心，近年来其高性能计算能力更是突飞猛进，并行计算机集群的CPU总核数超15万个，整体浮点运算达20PetaFLOPS，并行存储容量超过100拍字节，并安装了拥有完全自主知识产权的GeoEastV4．0地震资料处理解释一体化软件系统。此外，高性能计算中心还专为叠前地震深度偏移构建了云计算集群。该集群拥有1500个节点、384块GPU，计算能力达8PetaFLOPS。
并行计算指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。
凭借以上高性能地球物理专用计算集群，具备二维地震资料年处理880000千米，三维地震资料年处理100000平方千米的超强能力。纵观超级计算机的发展历史，地震勘探与超级计算机相辅相成，比翼齐飞。超级计算机技术对提升油气勘探能力发挥了不可替代的作用，引领地震勘探走进大数据和海量数据新时代，使其找油找气能力得到全面提升，为地震勘探技术的快速发展插上了腾飞的翅膀。