Amazon EC2 F1 是具有现场可编程门阵列 (FPGA) 的计算实例,您可以进行编程,为您的应用程序创建自定义硬件加速。F1 实例易于编程,并且配备了开发、模拟、调试和编译硬件加速代码所需的各种资源,其中包括 FPGA 开发人员 AMI硬件开发工具包 (HDK)。FPGA 设计完成后,您可以将其注册为 Amazon FPGA Image (AFI),然后将其部署到您的 F1 实例,只需单击几下即可完成部署。您可以多次重复使用您的 AFI,并可以根据需要跨多个 F1 实例使用。

Amazon EC2 F1 实例具有两种不同的实例大小,每个实例包含多达八个 FPGA。F1 实例包含 16 nm Xilinx UltraScale Plus FPGA。每个 FPGA 都具有 64 GiB 本地 DDR4 ECC 受保护内存,并配有专用 PCIe x16 连接。每个 FPGA 大约包含 250 万个逻辑元件以及大约 6800 个数字信号处理 (DSP) 引擎。与其他 Amazon EC2 按需实例一样,您将按小时为 F1 计算容量付费,无需签订长期合约,也无须支付预付款。FPGA Developer AMI 或 HDK 都是免费的,您可以在您的 F1 实例上根据需要对 FPGA 多次进行编程,无需额外付费。

Amazon EC2 F1 实例

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Amazon EC2 F1 实例网络研讨会

F1 Webinar Screen
快速部署自定义硬件加速

快速部署自定义硬件加速

借助 F1 实例,您只需在 AWS 管理控制台中单击几下,即可在 AWS 上部署自定义 FPGA。F1 实例可以有一个或多个与其关联的 AFI,让您能够快速灵活地在同一个实例上运行多个加速。此外,F1 实例还为您提供了编程、模拟、调试和编译硬件加速代码所需的易于访问的工具。

可预测的性能

可预测的性能

FPGA 通过一种专用的 PCI Express (PCIe) 结构连接到您的 F1 实例,从而使各个 FPGA 能够共用同一内存空间,并能够以高达 12GBps 的速度相互通信。PCI Express 结构与其他网络相隔离,且 FPGA 不会跨实例、用户或账户进行共享。此设计可确保您在使用 FPGA 时只有您的逻辑在其上运行,有助于提供一致的性能。

改变 FPGA 的经济性

改变 FPGA 的经济性

借助 F1 实例,您无需自行购买 FPGA 或购买专门的硬件来运行 FPGA,即可为您的工作负载部署硬件加速,从而大幅降低为应用程序部署硬件加速所需的成本。如此一来,您便能够将 FPGA 用于更多工作负载,如基因组学研究和财务风险建模。

可使用您现有的 FPGA 算法

可使用您现有的 FPGA 算法

您可以轻松地将您现有的加速算法引入 AWS,并在 F1 实例中使用它们。F1 实例中的 FPGA 和 HDK 中的开发人员工具与硬件加速代码和采用 Verilog 和 VHDL 等常用硬件设计语言或 C 和 Go 等高级语言的设计工具兼容。

可编程的硬件加速

可编程的硬件加速

借助 F1 实例,您可以轻松地使用 FPGA 为您的工作负载部署硬件加速。FPGA 是可编程的集成电路,您可以使用软件进行配置。与仅使用 CPU 的服务器相比,您可以使用 FPGA 将您的应用程序速度提高达 30 倍。此外,由于 F1 实例中的 FPGA 是可编程的,因此,您可以灵活地更新和优化您的硬件加速,且无需重新设计任何硬件。


专用 FPGA

每个 F1 实例都具有多达八个 FPGA,且这些 FPGA 均专用于该实例,不会在实例、用户或账户之间共享。这可确保 FPGA 的全部力量将仅用于该实例,还能通过用户和账户隔离提高安全性。

专用 FPGA

可重复使用的安全 Amazon FPGA Image (AFI)

可重复使用的 Amazon FPGA 映像 (AFI)

您创建的用于对 FPGA 进行编程的设计称为 Amazon FPGA 映像 (AFI)。AWS 提供一项用于注册、管理、复制、查询和删除 AFI 的服务。AFI 在创建之后可以加载到正在运行的 F1 实例上。您可以将多个 AFI 加载到同一个 F1 实例上,并可以在运行时在多个 AFI 之间切换,无需重新启动。这让您能够快速地连续测试和运行多个硬件加速。您也可以在 AWS Marketplace 上为其他客户提供 FPGA 加速服务。


硬件开发工具包

AWS 提供硬件开发工具包 (HDK),可以帮助您快速开发硬件加速功能。HDK 包括代码示例、编译脚本、调试接口以及为 F1 实例开发 FPGA 代码所需的许多其他工具。您可以在 AWS 提供的 AMI 或您的本地开发环境中使用 HDK。

主要移动平台上的本机访问权限

分享和协作

FPGA Developer AMI

FPGA 开发人员 AMI 附带一个预先打包的工具开发环境,其中含有用于模拟 FPGA 设计、编译代码以及构建和注册 AFI 的脚本和工具。FPGA Developer AMI 包括用于调试和编译代码的工具。您可以在 Amazon EC2 实例上部署 FPGA Developer AMI,并快速预配置您所需的资源,以便编写和测试您的 FPGA 设计。


F1 实例详细信息

实例类型 FPGA 卡 vCPU 实例内存 (GiB) SSD 存储 (GB) 增强型联网 优化的 EBS
f1.2xlarge 1 8 122 470
f1.16xlarge 8 64 976 4 x 940

对于 F1.16xlarge 实例,专用 PCI-e 结构让不同 FPGA 可以共用同一内存空间,并跨结构以高达 12GBps 的速度互相通信。 


工作方式

开发

使用硬件开发工具包 (HDK) 和一整套设计工具和模拟器来开发自定义 Amazon FPGA 映像 (AFI)。

部署

直接在 F1 实例上部署 AFI,并利用 EC2 的所有可扩展性、敏捷性和安全性优势。

提供

AWS Marketplace 中为其他客户提供您设计的 AFI。

购买

购买 AWS Marketplace 中列出的构建好的 AFI,从而快速实施常见的硬件加速。

详细了解以下使用案例

使用 F1 实例部署硬件加速在许多高性能计算 (HPC) 应用程序中非常有用,可解决需要高带宽、增强型联网和较高计算能力的复杂科学、工程和业务问题。F1 实例尤其适用于有时间要求的应用程序,如临床基因组学、实时视频处理和财务风险分析。

基因组学研究

必须由基因组学研究人员处理的生物数据的数量和复杂性不断增加,逐步达到了 PB 级范围。研究人员和临床医生必须非常快速地处理这些数据集,以满足医生及其患者的需求。对于此类有时间要求的使用案例,F1 实例是理想的解决方案。

基因组学研究

财务分析

财务分析

金融服务行业对多种应用程序的 HPC 功能需求一直在不断增加,包括风险建模和分析、针对安全性的事务分析、高频交易等。金融服务组织可以使用 F1 实例来提高风险建模和分析的准确性,从而显著改进他们的决策制定流程。


实时视频处理

高性能广播级视频应用程序 (如图片处理、视频分析及视频转码和压缩) 需要使用实时分析功能。F1 实例是满足这些应用程序要求的理想解决方案,且不会影响视频质量。 

实时视频处理

大数据搜索和分析

大数据搜索和分析

许多大数据应用程序对数据分析和搜索的数量、多样性和速度要求不断提高,导致客户正在寻求硬件加速来满足这些要求。对于这些应用程序,客户可以利用 F1 实例的增强性能来满足其大数据分析和搜索要求。


安全性

F1 实例对于许多安全性应用程序来说非常有用,其中包括防篡改、信息保证和可信关系管理解决方案。

安全性

在 AWS 控制台中轻松开始使用 F1 实例

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