L'istanza F1 di Amazon EC2 è un'istanza di calcolo con FPGA (Field Programmable Gates Array) che può essere programmata per assegnare un'accelerazione hardware personalizzata a un'applicazione. Le istanze F1 sono semplici da programmare e includono tutto il necessario per sviluppare, simulare, eseguire il debug e compilare il codice di accelerazione hardware, inclusa l'FPGA Developer AMI e il kit HDK (Hardware Developer Kit). Una volta completata la progettazione dell'array FPGA, può essere registrata come Amazon FPGA Image (AFI) e distribuita in un'istanza F1 in pochi clic. Le AFI possono essere riutilizzate a piacimento su più istanze F1.

Le istanze F1 di Amazon EC2 sono disponibili in due dimensioni diverse, con fino a otto FPGA per istanza. Le istanze F1 includono 16 FPGA nm Xilinx UltraScale Plus. Ogni array FPGA include una memoria protetta locale da 64 GiB DDR4 ECC, con connessione PCIe x16 dedicata. Ogni FPGA contiene circa 2,5 milioni di elementi logici e circa 6.800 motori DSP (Digital Signal Processing). Come le altre istanze Amazon EC2 on demand, i prezzi sono calcolati solo in base all'uso effettivo. Non sono previsti pagamenti anticipati né impegni a lungo termine. L'FPGA Developer AMI e il kit HDK sono gratuiti; l'FPGA può essere programmata sulla un'istanza F1 quante volte occorre senza costi aggiuntivi.

Istanze F1 di Amazon EC2

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Webinar sulle istanze F1 di Amazon EC2

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Distribuzione rapida di accelerazione hardware personalizzata

Distribuzione rapida di accelerazione hardware personalizzata

Con le istanze F1 è possibile distribuire array FPGA personalizzati in AWS con pochi clic nella Console di gestione AWS. A questa famiglia di istanze possono essere associate una o più AFI, per fornire la velocità e la flessibilità che consentano l'esecuzione di più accelerazioni nella stessa istanza. Inoltre le istanze F1 forniscono strumenti di facile accesso per programmare, simulare, eseguire il debug e compilare codice di accelerazione hardware.

Prestazioni prevedibili

Prestazioni prevedibili

Le FPGA sono collegate alle istanze F1 tramite un'interfaccia PCI Express (PCIe) per fibra che permette loro di condividere memoria e comunicare bidirezionalmente a una velocità massima di 12 Gb/s. L'interfaccia PCI Express per fibra è isolata dalle altre reti e gli array FPGA non sono condivisi con altre istanze, utenti o account. In questo modo è possibile garantire che in un dato momento in un array FPGA sarà eseguito un solo codice e le prestazioni saranno costanti.

Nuovo modello di spesa per array FPGA

Nuovo modello di spesa per array FPGA

Con le istanze F1 è possibile distribuire accelerazione hardware per i carichi di lavoro senza dover acquistare array FPGA specifici o hardware specializzato, riducendone così in modo significativo i costi. In questo modo, è possibile utilizzare gli array FPGA per diversi carichi di lavoro, ad esempio ricerche di genomica e creazione di modelli di rischio finanziario.

Utilizzo di algoritmi FPGA esistenti

Utilizzo di algoritmi FPGA esistenti

È possibile importare con la massima semplicità i propri algoritmi di accelerazione esistenti per l'utilizzo con le istanze F1. Le FPGA nelle istanze F1 e gli strumenti per sviluppatori disponibili nel kit HDK sono compatibili con il codice di accelerazione hardware e gli strumenti di progettazione che si servono delle sintassi di progettazione hardware più comuni, ad esempio Verilog e VHDL, oppure delle sintassi di programmazione di alto livello quali C e Go.

Accelerazione hardware programmabile

Accelerazione hardware programmabile

Le istanze F1 semplificano la distribuzione di accelerazione hardware per carichi di lavoro tramite array FPGA. Gli array FPGA sono circuiti integrati programmabili che possono essere configurati tramite software. Possono essere utilizzati per rendere le applicazioni fino a 30 volte più rapide rispetto a quanto sarebbero utilizzando server dotati di sole CPU. Inoltre, gli array FPGA contenuti nelle istanze F1 sono riprogrammabili, perciò è possibile aggiornare e ottimizzare l'accelerazione hardware senza dover riprogettare l'hardware.


FPGA dedicate

Ogni istanza F1 include fino a otto FPGA dedicate. Queste FPGA non vengono condivise tra istanze, utenti o account. In questo modo, le risorse dell'array sono assegnate esclusivamente all'istanza; tale isolamento di utente e account ne migliora così la sicurezza.

Array FPGA dedicati

AFI riutilizzabili e sicure

AFI riutilizzabili (Amazon FPGA Image)

La progettazione necessaria per programmare un array FPGA si chiama AFI, ovvero Amazon FPGA Image. AWS offre un servizio che permette di registrare, gestire, copiare, interrogare ed eliminare le AFI. Una volta creata, un'AFI può essere caricata su un'istanza F1 in esecuzione. È possibile caricare più di un'AFI nella stessa istanza AFI, passando da un'AFI all'altra in runtime senza alcun riavvio. In questo modo è possibile testare ed eseguire diverse operazioni di accelerazione hardware in rapida sequenza. Sarà inoltre possibile offrire l'accelerazione FPGA ad altri clienti mediante AWS Marketplace.


Hardware Development Kit

AWS fornisce un kit HDK (Hardware Development Kit) per consentire un rapido sviluppo delle accelerazioni hardware. Tale kit include esempi di codice, script di compilazione, interfacce di debug e diversi altri strumenti necessari allo sviluppo del codice FPGA per le istanze F1. Il kit HDK può essere utilizzato in un'AMI fornita da AWS o nel proprio ambiente di sviluppo locale.

Accesso nativo dalle principali piattaforme mobili

Condivisione e collaborazione

FPGA Developer AMI

L'FPGA Developer AMI include un ambiente di sviluppo di strumenti predefinito, con script e strumenti per la simulazione della progettazione FPGA, della compilazione di codice e della compilazione e registrazione dell'AFI. Questa AMI include strumenti per il debug e la compilazione di codice. Inoltre, può essere distribuita in un'istanza Amazon EC2 e allestire rapidamente le risorse necessarie per progettare e testare un array FPGA.


Dettagli sulle istanze F1

Tipo di istanza Schede FPGA vCPU Memoria istanza (GiB) Storage SSD (GB) Reti avanzate Ottimizzazione per EBS
f1.2xlarge
1
8 122 470
f1.4xlarge
2 16 244 940
f1.16xlarge 8 64 976 4 x 940

Per le istanze f1.16xlarge, l'interfaccia dedicata PCIe per fibra consente agli array FPGA di condividere memoria e comunicare bidirezionalmente tra loro tramite fibra, a una velocità massima di 12 Gb/s. 


Come funziona

SVILUPPO

Sviluppa AFI personalizzate utilizzando il kit HDK (Hardware Development Kit) e il set completo di strumenti e simulatori di progettazione.

DISTRIBUZIONE

Distribuisci le AFI direttamente sulle istanze F1 e sfrutta tutti i vantaggi di scalabilità, agilità e sicurezza di Amazon EC2.

OFFERTA

Metti in vendita le AFI progettate in AWS Marketplace per gli altri clienti.

ACQUISTO

Acquista le AFI create e messe in vendita in AWS Marketplace per implementare l'accelerazione in casi d'uso comune con la massima rapidità.

Scopri di più leggendo i casi d'uso

L'utilizzo di istanze F1 per l'implementazione di accelerazione hardware può essere utile in molte applicazioni di High Performance Computing (HPC) per risolvere complessi problemi scientifici, di progettazione e di business che richiedono elevata larghezza di banda, reti avanzate ed elevata capacità di elaborazione. Le istanze F1 sono particolarmente vantaggiose per le applicazioni sensibili al fattore tempo, ad esempio genomica clinica, elaborazione video in tempo reale e analisi di rischio finanziario.

Ricerca di genomica

Quantità e complessità dei dati biologici elaborati dai ricercatori di genomica aumentano costantemente, raggiungendo spesso i petabyte. I ricercatori e il personale clinico devono elaborare questi set di dati molto rapidamente per soddisfare le necessità di medici e pazienti. Le istanze F1 sono la soluzione ideale per questi casi d'uso sensibili al fattore tempo.

Ricerca di genomica

Analisi finanziaria

Analisi finanziaria

Il settore dei servizi finanziari è sempre più legato all'elaborazione HPC per un'ampia gamma di applicazioni, tra la creazione di modelli e l'analisi di rischio, l'analisi delle transazioni, l'high frequency trading e molti altri casi. Le aziende del settore dei servizi finanziari possono adottare le istanze F1 per migliorare la precisione della di modelli e analisi dei rischi e di conseguenza migliorare notevolmente i processi decisionali.


Elaborazione video in tempo reale

Le applicazioni di trasmissione a prestazioni elevate, tra cui elaborazione di immagini, analisi di video e transcodifica e compressione di video, richiedono analisi in tempo reale. Le istanze F1 sono la soluzione ideale per soddisfare tali requisiti senza comprometterne la qualità. 

Elaborazione video in tempo reale

Ricerca e analisi di Big Data

Ricerca e analisi di Big Data

Volume, varietà e velocità dell'analisi di dati e requisiti di ricerca in molte applicazioni per Big Data sono aumentati al punto che ai clienti occorre l'accelerazione hardware per stare al passo. In questi casi, è possibile sfruttare le prestazioni ottimizzate delle istanze F1 per soddisfare i requisiti di analisi e ricerca nei Big Data.


Sicurezza

Le istanze F1 sono utili in numerose applicazioni di sicurezza, ad esempio soluzioni anti-manomissione, di sicurezza dell'informazione e di gestione delle relazioni di trust.

Sicurezza

Iniziare a usare le istanze F1 tramite la console di AWS è semplice

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