Informática de alto rendimiento (HPC) en AWS |
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La informática de alto rendimiento (HPC) permite que los científicos e ingenieros solucionen problemas empresariales, industriales y científicos complejos con la ayuda de aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, redes de baja latencia y grandes funciones de sistema. Normalmente, los científicos e ingenieros deben esperar largas colas para acceder a clústeres compartidos o adquirir sistemas hardware caros. Gracias a las instancias de Amazon EC2 Cluster, los clientes pueden acelerar las cargas de trabajo HPC de recursos elásticos según sus necesidades y ahorrar dinero al seleccionar modelos más baratos que se adapten a las necesidades de utilización. Los clientes pueden elegir entre instancias informáticas en clúster o de GPU para clústeres en una gran red de banda ancha biseccional completa para cargas de trabajo intensivas de E/S y altamente acoplada o el escalado en miles de núcleos para aplicaciones orientadas al rendimiento.
Hoy en día, los clientes de AWS ejecutan una variedad de aplicaciones HPC en estas instancias entre las que se incluyen: ingeniería asistida por ordenador, modelado molecular, análisis del genoma y modelización numérica en muchos sectores entre los que se encuentra el sector de la biofarmacia, petróleo y gas, servicios financieros y la industria manufacturera. Además, los investigadores académicos aprovechan las instancias de clúster Amazon EC2 para realizar investigaciones en el campo de la física, química, biología, ciencia computacional y ciencia material.
| Novedades | |
| Nueva instancia informática en clúster La instancia extragrande óctuple de sistemas en clúster ofrece un rendimiento de clase supercomputacional con todas las ventajas de Amazon EC2. |
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| Caso práctico destacado: AeroDynamic Solutions El laboratorio de investigación de las fuerzas aéreas de los EE.UU. y AeroDynamic Solutions (ADS) utilizó Amazon EC2 para confeccionar una solución de simulación de diseño efectiva. Más casos prácticos HPC. |
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| Tutorial destacado: cómo iniciar un clúster en instancias puntuales Chris Dagdigian de BioTeam nos muestra cómo iniciar un clúster desde cero en 10-15 minutos mediante instancias puntuales StarCluster y Amazon EC2. |
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Ventajas
AWS ofrece un número de ventajas clave que permiten al cliente ejecutar aplicaciones HPC para cubrir necesidades empresariales, de investigación y de diseño esenciales.
- Bajo coste: los clientes pueden eliminar el elevado coste y la complejidad de la adquisición, la configuración y la operación de clústeres HPC gracias al bajo precio de pago por uso. Además, puede optimizar los costes aprovechando uno de los muchos modelos del sistema de precios: instancias puntuales, reservadas o según demanda.
- Elasticidad: puede añadir y eliminar recursos informáticos a fin de cumplir los requisitos de tamaño y tiempo de sus cargas de trabajo.
- Ejecución de trabajos en cualquier lugar y en cualquier momento: puede ejecutar trabajos informáticos mediante API sencillas o herramientas de gestión y automatizar el flujo de trabajo para obtener una escabilidad y eficacia máximas. Puede aumentar su velocidad de innovación accediendo a recursos informáticos en cuestión de minutos, en lugar de pasar el tiempo en colas.
Visión general de la solución
HPC en Amazon EC2 está disponible a través de la familia de clúster de tipos de instancia. Las instancias informáticas en clúster y GPU en clúster se pueden utilizar como cualquier otra instancia de Amazon EC2 pero también ofrece las siguientes funciones mejoradas para aplicaciones HPC:
- Las instancias en clúster se pueden ejecutar en un grupo de ubicación. Todas las instancias que se ejecutan en el grupo de ubicación tienen latencia bajas y un ancho de banda de 10 Gigabits biseccional completo entre las instancias. Al igual que muchos otros recursos de Amazon EC2, los grupos de ubicación son dinámicos y se puede modificar su tamaño si es necesario. Asimismo, puede conectar varios grupos de ubicación para crear clústeres de gran volumen para un proceso paralelo de forma masiva.
- Las instancias informáticas en clúster y de GPU para clústeres especifican la arquitectura de procesadores subyacente en su definición, lo que permite a los desarrolladores ajustar sus aplicaciones mediante la compilación de aplicaciones para dicha arquitectura de procesadores, para garantizar así un rendimiento óptimo.
- Las instancias de GPU para clústeres permiten a los clientes sacar provecho del rendimiento paralelo de las GPU de NVidia Tesla mediante los modelos de programación OpenCL y CUDA para GPGPU.
Puede encontrar información adicional acerca de las instancias en clúster y otros tipos de instancias en la página dedicada a los tipos de instancias de Amazon EC2.
Rendimiento a escala
Al aprovechar las funciones computacionales y de red avanzadas de las instancias de clúster Amazon EC2, los clientes pueden conseguir clústeres que pueden otorgar rendimiento de clase supercomputacional sin la necesidad de crear y operar su propia instalación HPC. Por ejemplo, un clúster de instancia 1064 (17024 núcleos) de instancias cc2.8xlarge pudo conseguir 240,09 TeraFLOPS para High Performance Linpack en ordenadores con memoria distribuida, sitúa al clúster en el número 42 de la lista Top500 en noviembre de 2011.
Optimización de tiempo y gastos
Una de las ventajas clave de Amazon EC2 es la capacidad de optimizar los recursos sin estar limitado al acceso a un clúster de tamaño fijo. Puede ejecutar varios clústeres simultáneamente sin necesidad de enviar trabajos a una cola. Puede seleccionar entre ejecutar un único clúster de gran volumen o varios clústeres más pequeños para hacer frente a los límites de escalado de la aplicación.
Asimismo, puede optimizar los costes si selecciona un modelo de precios adecuado para el perfil de utilización y las aplicaciones. Las instancias puntuales ofrecen una manera de percibir ahorros significativos lanzando una oferta por una capacidad de EC2 no utilizada. Los clientes cuyas ofertas superen el precio puntual obtienen acceso a las instancias disponibles y las ejecutan siempre que su oferta exceda el precio puntual. Obtenga más información sobre instancias puntuales para ciencia computacional.
Cómo empezar
Creación de aplicaciones
- Lanzamiento de un clúster HPC de 64 núcleos en Amazon EC2: en este vídeo, Matt Wood, evangelista tecnológico de AWS, muestra cómo crear un clúster de 8 nodos y ejecutar una simulación dinámica molecular mediante NAMD.
- Ejecute la aplicación: Amazon EC2 facilita la creación y la personalización de Imágenes de máquina de Amazon (AMI) mediante el software que necesite. Asimismo, puede utilizar AWS CloudFormation para realizar y compartir plantillas de pila completa. También puede comenzar a crear su aplicación a través de nuestra página web de recursos.
Aprovechamiento de un ecosistema HPC vibrante
Para las aplicaciones HPC, puede utilizar herramientas de gestión y configuración de clústeres y herramientas de optimización de aplicaciones de los siguientes distribuidores de soluciones compatibles:
De manera alternativa, un número de soluciones de recursos abiertos permiten a los clientes ejecutar, gestionar y conseguir clústeres en Amazon EC2, como los siguientes administradores de recursos que se utilizan normalmente:
- MIT StarCluster: StarCluster es una utilidad para crear y gestionar clústeres de sistemas generales en Amazon EC2.
- CloudFlu: La biblioteca CloudFlu trata de romper la barrera de entrada en sistemas informáticos en paralelo de alto rendimiento para ingenieros, especialmente para la aplicación CFD y OpenFOAM.
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