Amazon EC2 F1 ist eine Compute-Instance mit Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), die Sie programmieren können, um benutzerdefinierte Hardwarebeschleunigungen für Ihre Anwendung zu erstellen. F1-Instances sind einfach zu programmieren und enthalten alles, was Sie zum Entwickeln, Simulieren, Debuggen und Kompilieren eines Hardwarebeschleunigungscodes benötigen, einschließlich ein FPGA-Entwickler-AMI und ein Hardware Developer Kit (HDK). Wenn das FPGA-Design fertig gestellt ist, können Sie es als Amazon FPGA Image (AFI) registrieren und dieses in Ihrer F1-Instance in nur wenigen Klicks bereitstellen. Sie können die AFIs beliebig oft und in beliebig vielen F1-Instances wiederverwenden.

Amazon EC2 F1-Instances werden in zwei verschiedenen Instance-Größen angeboten, die bis zu acht FPGAs pro Instance enthalten. F1-Instances enthalten 16 nm Xilinx UltraScale Plus FPGA. Jedes FPGA enthält einen lokalen 64 GiB DDR4 ECC-geschützten Speicher mit einer dedizierten PCIe x16-Verbindung. Jedes FPGA enthält ca. 2,5 Mio. logische Elemente und ca. 6 800 Digitalsignalverarbeitungsmodule (DSP, Digital Signal Processing). Genau wie bei anderen Amazon EC2 On-Demand-Instances zahlen Sie nur für die F1-Datenverarbeitungskapazität auf Stundenbasis ohne langfristige Bindung oder Vorauszahlungen. Es fallen keine Gebühren für das FPGA-Entwickler-AMI oder HDK an und Sie können das FPGA auf Ihrer F1-Instance ohne zusätzliche Gebühren beliebig oft programmieren.

Amazon EC2 F1-Instances

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Webinar zu Amazon EC2 F1-Instances

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Schnelles Bereitstellen von benutzerdefinierten Hardwarebeschleunigungen

Schnelles Bereitstellen von benutzerdefinierten Hardwarebeschleunigungen

Mit F1-Instances können Sie in wenigen Klicks in der AWS Management Console benutzerdefinierte FPGAs in AWS bereitstellen. F1-Instances können über ein oder mehrere zugewiesene AFIs verfügen, wodurch Sie die Geschwindigkeit und Flexibilität erhalten, mehrere Beschleunigungen auf derselben Instance auszuführen. F1-Instances bieten auch leicht zugängliche Tools, die Sie zum Programmieren, Simulieren, Debuggen und Kompilieren Ihres Hardwarebeschleunigungscodes benötigen.

Vorhersagbare Leistung

Vorhersagbare Leistung

FPGAs sind über ein dediziertes PCI-Express-Fabric (PCIe) mit den F1-Instances verbunden. Dadurch können FPGAs denselben Speicherplatz gemeinsam nutzen und mit bis zu 12 Gbit/s miteinander kommunizieren. Das PCI-Express-Fabric ist von anderen Netzwerken isoliert, und FPGAs werden von verschiedenen Instances, Benutzern oder Konten nicht gemeinsam genutzt. Durch dieses Design wird sichergestellt, dass nur Ihre Logik bei der Verwendung auf dem FPGA ausgeführt und eine konsistente Leistung bereitgestellt wird.

Wirtschaftlichkeit von FPGAs

Wirtschaftlichkeit von FPGAs

Mit F1-Instances können Sie eine Hardwarebeschleunigung für Ihre Arbeitslasten bereitstellen, ohne dass Sie Ihre eigenen FPGAs oder spezielle Hardware zu deren Ausführung erwerben müssen. Dadurch lassen sich die Kosten für die Bereitstellung von Hardwarebeschleunigungen für Ihre Anwendung deutlich verringern. Sie können FPGAs für größere Arbeitslasten wie die Genomforschung und Finanzrisikomodellierung nutzen.

Verwendung von vorhandenen FPGA-Algorithmen

Verwendung von vorhandenen FPGA-Algorithmen

Sie können auf einfache Weise Ihre vorhandenen Beschleunigungsalgorithmen in AWS integrieren und diese in Ihren F1-Instances verwenden. Die FPGAs in F1-Instances und die im HDK verfügbaren Entwicklertools sind mit dem Hardwarebeschleunigungscode und den Designtools kompatibel, die häufig verwendete Hardwaredesign-Sprachen wie Verilog und VHDL nutzen, oder auch mit höherstufigen Sprachen wie C und Go.

Programmierbare Hardwarebeschleunigungen

Programmierbare Hardwarebeschleunigungen

Mit F1-Instances können Hardwarebeschleunigungen für Ihre Arbeitslasten einfach anhand von FPGAs bereitgestellt werden. FPGAs sind programmierbare integrierte Schaltkreise, die Sie mithilfe von Software konfigurieren können. Sie können FPGAs verwenden, um Ihre Anwendungen im Vergleich zu Servern, die nur CPUs nutzen, um bis zu 30x zu beschleunigen. Und die FPGAs in F1-Instances können neu programmiert werden. So haben Sie die Flexibilität, die Hardwarebeschleunigung ohne Neuaufsetzung der Hardware zu aktualisieren und zu optimieren.


Dedizierte FPGAs

Jede F1-Instance enthält bis zu acht FPGAs, die der Instance fest zugeordnet sind. Sie werden nicht von verschiedenen Instances, Benutzern oder Konten gemeinsam genutzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die volle Leistung des FPGA der Instance fest zugeordnet ist und dass die Sicherheit durch die Isolation von Benutzern und Konten erhöht wird.

Dedizierte FPGAs

Wiederverwendbares sicheres Amazon FPGA Image (AFI)

Wiederverwendbares Amazon FPGA-Image (AFI)

Das Design, das Sie zum Programmieren des FPGA erstellen, wird als Amazon FPGA Image (AFI) bezeichnet. AWS stellt einen Service zum Registrieren, Verwalten, Kopieren, Abfragen und Löschen von AFIs bereit. Nach der Erstellung eines AFI kann es auf eine ausgeführte F1-Instance geladen werden. Sie können mehrere AFIs in die gleiche F1-Instance laden und zur Laufzeit ohne Neustart zwischen den verschiedenen AFIs wechseln. Dadurch können Sie rasch mehrere Hardwarebeschleunigungen in schneller Folge testen und ausführen. Außerdem können Sie Ihre FPGA-Beschleunigung anderen Kunden auf dem AWS Marketplace anbieten.


Hardware Development Kit

AWS stellt ein Hardware Development Kit (HDK) zur schnellen Entwicklung von Hardwarebeschleunigungen bereit. Das HDK enthält Codebeispiele, Kompilierskripts, Debugschnittstellen und viele weitere Tools, die Sie zum Entwickeln des FPGA-Codes für F1-Instances benötigen. Sie können das HDK entweder in einem von AWS bereitgestellten AMI oder in Ihrer lokalen Entwicklungsumgebung verwenden.

Nativer Zugriff auf große Mobile-Plattformen

Freigabe und Zusammenarbeit

FPGA Developer AMI

Das FPGA-Entwickler-AMI enthält eine fertige Toolentwicklungsumgebung mit Skripts und Tools zum Simulieren des FPGA-Designs, zum Kompilieren von Code und zum Erstellen und Registrieren des AFI. Das FPGA-Entwickler-AMI enthält Tools zum Debuggen und Kompilieren von Code. Sie können das FPGA-Entwickler-AMI auf einer Amazon EC2-Instance bereitstellen sowie schnell die Ressourcen, die zum Schreiben und Testen des FPGA-Designs erforderlich sind, bereitstellen.


Details zu F1-Instances

Instance-Typ FPGA-Karten vCPUs Instance-Arbeitsspeicher (GiB) SSD-Speicherung (GB) Enhanced Networking EBS-optimiert
f1.2xlarge 1 8 122 470 Ja Ja
f1.16xlarge 8 64 976 4 x 940 Ja Ja

Für F1.16xlarge Instances ermöglicht die dedizierte PCI-e-Fabric, dass die FPGAs den Speicherplatz gemeinsam nutzen und mit bis zu 12 GBps in jede Richtung über die Fabric miteinander kommunizieren können. 


Funktionsweise

ENTWICKELN

Entwickeln Sie benutzerdefinierte Amazon FPGA Images (AFI) mit dem Hardware Development Kit (HDK) und einem vollständigen Satz von Designtools und Simulatoren.

BEREITSTELLEN

Stellen Sie das AFI direkt auf den F1-Instances bereit und nutzen Sie all die Vorteile von EC2 hinsichtlich Skalierbarkeit, Flexibilität und Sicherheit.

ANBIETEN

Bieten Sie die von Ihnen entworfenen AFIs auf dem AWS Marketplace anderen Kunden zum Kauf an.

KAUFEN

Kaufen Sie erstellte AFIs, die auf dem AWS Marketplace gelistet sind, und implementieren Sie rasch allgemeine Hardwarebeschleunigungen.

Weitere Informationen zu den folgenden Anwendungsfällen

Die Verwendung von F1-Instances zum Bereitstellen von Hardwarebeschleunigungen kann in vielen High-Performance-Computing-Anwendungen (HPC) hilfreich sein, um komplexe wissenschaftliche, technische und geschäftliche Probleme zu lösen, die eine große Bandbreite, ein besseres Netzwerk und äußerst hohe Datenverarbeitungsfähigkeiten erfordern. F1-Instances sind bei zeitkritischen Anwendungen besonders vorteilhaft, z. B. bei der klinischen Genomforschung, der Videobearbeitung in Echtzeit und der Finanzrisikoanalyse.

Genomforschung

Die Menge und Komplexität von biologischen Daten, die von Genomforschern verarbeitet werden muss, wächst zunehmend und erreicht regelmäßig die Größenordnung von Petabyte. Forscher und Mediziner müssen diese Datensätze sehr rasch verarbeiten, um den Anforderungen von Ärzten und ihren Patienten gerecht zu werden. F1-Instances sind die ideale Lösung für derartig zeitkritische Anwendungsfälle.

Genomforschung

Finanzanalyse

Finanzanalyse

Die Finanzdienstleistungsbranche hat vermehrt Bedarf an HPC-Fähigkeiten für eine breite Palette von Anwendungen wie Risikomodellierung und -analyse, Transaktionsanalysen für Wertpapierhandel, Hochfrequenzhandel und vieles mehr. Finanzdienstleistungsorganisationen können sich F1-Instances zu Nutze machen, um die Genauigkeit der Risikomodellierung und -analyse zu steigern, wodurch sich der Entscheidungsfindungsprozess beträchtlich verbessern lässt.


Videobearbeitung in Echtzeit

Hochleistungsvideoanwendungen in Sendequalität wie Bildbearbeitung, Videoanalyse sowie Videotranscodierung und -komprimierung stellen Echtzeitanforderungen an die Analyse. F1-Instances sind die ideale Lösung, um die Anforderungen dieser Anwendungen ohne Einbußen bei der Qualität zu erfüllen. 

Videobearbeitung in Echtzeit

Suche und Analyse von Big Data

Suche und Analyse von Big Data

Das Volumen, die Vielfältigkeit und die Geschwindigkeit der Datenanalyse sowie die Suchanforderungen bei vielen Big-Data-Anwendungen sind mittlerweile so stark angestiegen, dass Kunden nach einer Hardwarebeschleunigung suchen, um mit diesen Anforderungen Schritt zu halten. Bei diesen Anwendungen können Kunden von der höheren Leistung von F1-Instances profitieren, um ihren Anforderungen hinsichtlich der Analyse von Big Data und bei der Suche nachzukommen.


Sicherheit

F1-Instances eignen sich für viele Sicherheitsanwendungen, wie z. B. Lösungen für Manipulationssicherheit, Informationssicherung und die Verwaltung von vertrauenswürdigen Beziehungen.

Sicherheit

Der Einstieg in F1-Instances ist mit der AWS-Konsole ganz einfach.

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