高性能计算 (HPC) 使科学家和工程师们能够解决复杂的计算密集型和数据密集型问题。HPC 应用程序通常需要高网络性能、快速存储、大量内存、超高计算能力或上述所有条件。通过 AWS,您可以在云中运行高性能计算,并将并行 HPC 任务的数量增加到大多数本地 HPC 环境都无法支持的规模,从而提高研究速度并缩短获得成效的时间。AWS 可按需提供针对特定应用程序进行优化的 CPU、GPU 和 FPGA 服务器,无需巨额资金投入,从而帮助降低成本。您有权限访问面向紧密耦合、IO 密集型和存储密集型工作负载的完全等分的高带宽网络,这使您能够在数千个核心之间横向扩展,从而更快获得成效。

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此短片解释了在 Amazon Web Services 中运行高性能计算集群作业的种种优势。视频涵盖了运行云基础设施的基本优势,以及在 AWS 云中运行的一些独特优势。您将了解如何立即获得数千个 Intel Xenon 处理器和增强型联网,以及帮您轻松创建 HPC 集群的工具,全部内容都按照实际使用量付费的定价模型,绝无任何前期费用。

请参阅《HPC on AWS》白皮书 »

请参阅“Real World AWS Scalability”博客文章 »

 

 

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AWS 高性能计算视频
2:30


云中的高性能计算

试试演示框架 cfncluster,了解如何在 AWS 中运行 HPC 集群

HPC 工作负载通过一系列可用实例类型在 AWS 上获得了支持,其中包括计算优化型 (C 系列)、一般用途 (M 系列) 和内存优化型 (R 和 X 系列) 实例以及 GPU (P 系列) 和 FPGA (F 系列) 实例。您可以像其他 EC2 实例一样使用这些实例类型。不过这些实例经过专门的设计,可以提供高性能联网配合新式高性能 CPU 架构。使用这些实例类型,您可以按需扩展到数百、数千或数万个 CPU、GPU 或 FPGA 核心。

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C4 实例是最新一代的 Amazon EC2 计算优化型实例。C4 实例专门针对受计算性能限制的工作负载而设计,例如高流量前端机群、MMO 游戏、媒体处理、转码和高性能计算 (HPC) 应用程序。

C4 实例有 5 种大小,最多可提供 36 个 vCPU (18 个物理专用 Intel Xeon V3 Haswell 核心)。C4 实例运行的基础频率为 2.9 GHz,通过使用 Intel ® Turbo Boost 技术最高可提供 3.5 GHz 的时钟频率。C4 实例可提供高级处理器功能的访问权限,包括 Intel AVX2 指令以及 P 状态和 C 状态控制。每种 C4 实例类型默认都已针对 EBS 进行优化,且不会产生相关费用。该功能可提供 500Mbps 到 4000Mbps 的 EBS 专用吞吐量,远超提供给实例的 10Gbps 通用网络吞吐量。

C5 实例有 6 种大小,都以 Intel Xeon V5 Skylake™ 核心为基础。C4 实例可提供高级处理器功能的访问权限,包括 Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) 指令。每种 C5 实例类都支持增强型联网和弹性网络适配器 (ENA)。C5 是 EBS 优化型实例,最高具有 12Gbps 的专用 EBS 吞吐量。

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阅读 Jeff 关于最新 C4 实例类型的博客 »

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Amazon EC2 C4 实例-高性能计算负载

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M4 实例实现了计算、内存和联网资源的平衡,是包括 HPC 在众多应用程序类型的不错选择。M4 实例有从 large 到 16xlarge 共 6 种大小供您选择。

最新的 M4 实例 m4.16xlarge 通过使用 AWS Elastic Network Adaptor 和增强型联网可提供 64 个 vCPU (32 个物理专用 Intel Xeon V4 Broadwell CPU 核心)、256GiB 的 RAM,以及最高 20Gbps 的网络性能。M4.16xlarge 特别适合内存与核心比率需要高于 C4/C5 的应用程序,以及在相同服务器中拥有更多 CPU 核心并从中受益的应用程序。

R4 是最新的 R 系列实例,使用 AWS Elastic Network Adaptor 和增强型联网,可以提供 64 个 vCPU (32 个物理专用 Intel Xeon V4 Broadwell CPU 核心)、488GiB 的 RAM 以及最高 20Gbps 的网络性能。R 系列实例非常适合要求内存核心比高于 C4/C5 或 M4 实例的应用程序。

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P2 实例十分适用于机器学习、工程模拟、计算金融、地震分析、分子建模、基因组学、渲染、高性能数据库以及其他 GPU 计算工作负载。

P2 实例可以提供 16 个 NVIDIA K80 GPU,支持 192 千兆字节 (GB) 的视频内存、40000 个并行处理核心、70 TFLOPS 的单精度浮点运算性能、超过 23 TFLOPS 的双精度浮点运算性能,还支持 GPUDirect 技术,可以在 GPU 间实现带宽更高、延迟更低的对等通信。P2 实例还具有高达 732GB 的主机内存、高达 64 个使用定制 Intel Xeon E5-2686 v4 (Broadwell) 处理器的虚拟 CPU、用于 I/O 操作的专用网络容量,以及通过 Amazon EC2 Elastic Network Adaptor 实现的增强型联网性能。P2 实例让客户可以使用 CUDA 并行计算平台或 OpenCL 框架来构建和部署计算密集型应用程序,无需前期投资。

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G2 实例十分适用于高性能图形应用程序,包括 3D 建模和模拟、医学和空间地理成像以及视频内容分发。

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集群实例可在某个置放群组内启动。在置放群组内启动的所有实例的延迟性都很低,并且在实例间完全等分 10 Gbp 带宽。和许多其他 Amazon EC2 资源一样,置放群组是动态的,且可按需弹性扩展。您还可以连接多个置放群组来创建超大型高性能计算集群,以应对大量并行处理。

请参阅关于置放群组的 EC2 用户指南 »

可创建超大型高性能计算集群

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使用 SR-IOV 的增强联网

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AWS 当前使用面向 C3 和 I2 实例类型的 SR-IOV(单个根 I/O 虚拟化)支持增强联网功能。SR-IOV 是一种设备虚拟化方法,与传统实现相比,它不仅能提更高的 I/O 性能,同时还能降低 CPU 利用率。对于受支持的 Amazon EC2 实例,此功能可提高每秒数据包数 (PPS) 性能、缩短实例间的延迟,并大大降低网络抖动。

请参阅关于增强联网的 EC2 用户指南 »

数据具有引力;随着数据集的增大,更易于使计算离数据更近,以减少延迟和增加吞吐量。借助 AWS 大数据存储和数据库服务(例如 Amazon S3、Amazon Redshift、Amazon DynamoDB 和 Amazon RDS),您将可以轻松托管高性能计算集群所需的数据。此外,借助 Amazon Elastic Block Store (EBS),您可以创建大规模的并行文件系统,以满足 HPC 工作负载的高容量、性能和吞吐量要求。

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大计算遇上大数据
39:14
AWS 上的 OrangeFS 并行文件系统

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将竞价型实例用于高性能工作负载
7:50
从 BioTeam 了解关于如何在竞价中启动集群的信息

您可以通过将竞价型实例用于 HPC 工作负载来节省时间和金钱。竞价型实例是一个定价模型,可使您以您选择的任何价格对未使用的 Amazon EC2 容量出价。当您的出价超过竞价价格时,可获得使用可用竞价型实例的权限,只要出价超过竞价价格,就可以运行该实例。根据历史记录,竞价价格比按需价格低 50% 到 93%。 

查找更多关于竞价型实例的信息 »

了解如何使用竞价型实例优化科学计算成本 » 

AWS Marketplace 是一种在线商店,可为开发人员和 IT 专业人士提供简单的方法,用于发现和使用要在 AWS 云中运行的软件。只需直接从 AWS Marketplace 单击几次,您就可以找到一组可在集群中运行的高性能计算软件,例如 Univa Grid Engine 资源管理系统或 Intel Lustre HPC 文件系统。

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AWS Marketplace 上的HPC 软件

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