Istanze F1 di Amazon EC2

Sviluppa più velocemente con l'acceleratore FPGA e accelera la distribuzione nel cloud

Le istanze F1 di Amazon EC2 usano array FPGA per consentire la distribuzione di accelerazione hardware personalizzata nel cloud. 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 lo sviluppo del livello hardware supportato nel cloud. L'utilizzo di istanze F1 per l'implementazione di accelerazione hardware può essere utile in molte applicazioni per risolvere complessi problemi scientifici, di progettazione e di business che richiedono elevata larghezza di banda, reti avanzate ed elevata capacità di elaborazione. Ottime applicazioni di destinazione per le istanze F1 sono quelle con un numero limitato di operazioni distinte che rappresentano porzioni significative di runtime dell'applicazione. Tali applicazioni includono analisi di big data, genomica, Electronic Design Automation (EDA), elaborazione di immagini e video, compressione, sicurezza e analisi/ricerche. I clienti utilizzano le istanze F1 quando hanno bisogno di elaborare grandi volumi di dati a costi limitati e quando l'accelerazione aiuta a ridurre significativamente il tempo di calcolo.

Le istanze F1 offrono diversi ambienti di sviluppo: da sviluppatori hardware di basso livello a sviluppatori di software che lavorano meglio con C/C++ e ambienti openCL (disponibili sul nostro GitHub). 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. L'FPGA Developer AMI e non prevede costi per software e strumenti di sviluppo; l'FPGA può essere programmata sulla un'istanza F1 quante volte occorre senza costi aggiuntivi.

Scopri come le istanze F1 di Amazon EC2 ti aiutano a soddisfare le tue esigenze di accelerazione personalizzata

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Vantaggi

CALCOLO SCALABILE AD ALTE PRESTAZIONI

A differenza dei sistemi locali, l'esecuzione di HPC (High Performance Computing) su istanze F1 di Amazon EC2 offre una capacità praticamente illimitata di scalare l'infrastruttura fornendo flessibilità di cambiare le risorse facilmente e con la frequenza richiesta dal carico di lavoro. È possibile configurare le risorse per soddisfare le esigenze della propria applicazione e avviare quante istanze FPGA sono necessarie in pochi minuti e con un costo addebitato che corrisponde all'uso effettivo.

TEMPO DI CALCOLO ACCELERATO FINO A 100 VOLTE

Le istanze F1 di Amazon EC2 forniscono un'accelerazione fino a 100 volte superiore in confronto ala CPU utilizzata per un set diverso di applicazioni a calcolo. I clienti hanno così l'opportunità di scoprire, testare e distribuire acceleratori personalizzati direttamente da AWS Marketplace per accelerare le proprie pipeline di calcolo con estrema facilità. Non c'è bisogno di saper programmare FPGA, poiché i prodotti che si basano su istanze F1 e sviluppati dai partner tecnologici F1 sono distribuiti in pacchetti esattamente come qualsiasi altro software su istanze EC2.

SVILUPPO DI ACCELERAZIONE SEMPLIFICATO

Gli sviluppatori possono accelerare il proprio sviluppo FPGA con strumenti avanzati basati sul cloud e flussi che permettono loro di concentrarsi sul valore aggiunto della logica di accelerazione. Gli sviluppatori possono fare esperienza con i tutorial che li accompagnano passo passo al proprio ritmo e imparare da moltissimi esempi di GitHub. Per facilitare il processo di debug, AWS ha sviluppato strumenti virtuali di debug dell'hardware come JTAG virtuale, che fornisce un ambiente di sviluppo familiare permettendo a più sviluppatori di fare progressi senza dipendere da risorse locali limitate.

Casi d'uso

Ricerca di genomica

Il volume e la complessità dei dati biologici che devono essere elaborati dai ricercatori di genomica è in continua crescita. Petabyte di dati hanno bisogno di essere elaborati per riuscire a soddisfare le esigenze di medici e pazienti. Le istanze F1 sono una soluzione ideale per questo tipo di caso d'uso sensibile e al contempo perfetta per l'elaborazione di grandi volui di dati. Le FPGA possono fornire fino costi di calcolo migliorati fino a 30 volte in confronto alle più recenti istanze CPU su AWS.

Analisi finanziaria

Il settore dei servizi finanziari ha esigenze sempre crescenti di calcolo accelerato per un'ampia gamma di applicazioni, tra la creazione di modelli e l'analisi di rischio, l'analisi delle transazioni per la sicurezza, analisi di dati e molti altri casi. Le aziende del settore dei servizi finanziari possono adottare le istanze F1 per migliorare la precisione di modelli e analisi dei rischi e di conseguenza migliorare notevolmente i processi decisionali e ottenere risultati più velocemente, in modo da permettere ai trader di fare scelte migliori basate su dati recenti. Con le CPU, le banche possono eseguire un modello di rischio solo una volta al giorno, mentre con le FPGA possono utilizzare analisi in tempo reale.

Elaborazione video in tempo reale

Le applicazioni di trasmissione a prestazioni elevate, tra cui analisi di video, transcodifica e compressione di video, richiedono analisi in tempo reale. La compressione video è uno specifico caso d'uso per risparmiare larghezza di banda ISP e la compressione in tempo reale permette alle organizzazioni che lavorano con lo streaming video di risparmiare sulla larghezza di banda dei fornitori di servizi. Le istanze F1 sono la soluzione ideale per soddisfare tali requisiti senza comprometterne la qualità.

Elaborazione di immagini a throughput elevato

I siti Web di grandi dimensioni possono risparmiare storage eseguendo la transcodifica delle immagini in qualsiasi momento. Per esempio, elaborando un grande volume di dati che arrivano da clienti che utilizzano lo smartphone.

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.

Rete e sicurezza

Le FPGA di AWS includono la possibilità di elaborare pacchetti di rete in modo efficace alla tariffa della linea utilizzando la funzionalità ethernet virtuale. Con questa possibilità, le FPGA sul cloud possono essere utilizzate per applicazioni relative alla sicurezza come ispezioni approfondite sui pacchetti o sistemi di bilanciamento del carico ad alte prestazioni o qualsiasi altra applicazioni di rete che richiede elaborazione personalizzata di pacchetti in tempo reale.

Caratteristiche

Field Programmable Gate Array (FPGA)

Le FPGA sono dispositivi hardware riprogrammabili che possono implementare qualsiasi tipo di funzione logica. Questo rende le FPGA simili al silicio personalizzato (ovvero i circuiti integrati specifici di un'applicazione, anche detti ASIC), che permettono agli sviluppatori di creare processori e acceleratori personalizzati che forniscono calcolo ottimizzato su misura per accelerare un flusso di lavoro specifico. Questo permette un'accelerazione significativa in casi specifici rispetto a soluzioni di calcolo a funzione fissa come CPU e GPU.

Development Kit

Per iniziare a usare le istanze F1, gli sviluppatori devono creare un account AWS e scaricare il Development Kit (HDK) delle FPGA di AWS. Il kit è disponibile su GitHub e include tutta la documentazione sulle F1, le interfacce per le FPGA interne e gli script compilatori per generare immagini FPGA di Amazon (AFI). Le FPGA di AWS supportano diversi ambienti di sviluppo per servire sviluppatori hardware e software. L'HDK fornisce sviluppo hardware completamente personalizzato, l'ambiente definito dal software permette lo sviluppo di accelerazioni tramite codice C/C++/OpenCL senza il bisogno di conoscenze nell'hardware. Ciò permette lo sviluppo più veloce di FPGA per le istanze F1 di EC2.

FPGA Developer AMI

L'FPGA Developer AMI include Xilinx Vivado senza costi aggiuntivi e un ambiente di sviluppo di strumenti predefinito, con script e strumenti per la simulazione della progettazione FPGA, della compilazione di codice e della registrazione dell'AFI. La AMI di sviluppo FPGA anche 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 del prodotto

Nome FPGA
vCPU Memoria istanza (GiB) Storage SSD (GB) Reti avanzate Ottimizzazione per EBS Prezzo on demand/h* Istanza riservata effettiva di 1 anno all'ora* Istanza riservata effettiva di 3 anno all'ora*
f1.2xlarge 1
8 122 470
1,65 USD 1,06 USD 0,76 USD
x1.4xlarge 2 16 244
940
3,30°USD 2,12°USD 1,52 USD
f1.16xlarge 8
64 976
4 x 940
13,20°USD 8,50 USD 6,10 USD

*I prezzi sono calcolati per Linux/Unix nella regione AWS Stati Uniti orientali (Virginia) e arrotondati al centesimo più vicino. I prezzi per le istanze riservate da 1 e 3 anni prevedono l'opzione di pagamento "pagamento anticipato parziale". Per ulteriori dettagli sui prezzi, consulta la pagina dei prezzi di Amazon EC2.  

Blog e articoli

Jeff-Barr_Bio-Pic

Istanze F1 di EC2 con le FPGA - Ora disponibili globalmente

"Questo modello è l'ideale per la creazione di acceleratori personalizzati per elaborare problemi che necessitano di calcolo intenso. Programmata correttamente, una FPGA ha il potenziale per fornire velocità 30 volte superiore per numerosi tipi di analisi genomica, sismica, di rischio finanziario, ricerca sui big data, algoritmi di crittografia e applicazioni".

Jeff Barr

19 aprile 2017

aaronfriedman

Come DNAnexus ed Edico Genome stanno potenziando la medicina di precisione su Amazon Web Services (AWS)

"Oggi, Edico Genome distribuisce sulle nostre istanze F1 di Amazon EC2 basate su FPGA e può elaborare una sequenza genomica intera in circa 70 minuti su un tipo di istanza f1.2xlarge e in circa 30 minuti su un tipo di istanza f1.16xlarge. Queste velocità possono terminare più di 10 volte più velocemente che gli attuali algoritmi".

Aaron Friedman e Ujjwal Ratan

27 settembre 2017

miachampion

Implementazione del co-design hardware e software su scala di datacenter nel cloud con istanze FireSim e F1 di Amazon EC2

"FireSim abbassa l'asticella di ingresso e rende più semplice l'utilizzo efficace del potere di calcolo dell'ambiente accelerato dalle FPGA".

Mia Champion

25 ottobre 2017

aaronfriedman

Accelerare la medicina di precisione su larga scala

"Edico Genome ha collaborato con il Children's Hospital di Philadelphia (CHOP) per presentare il proprio software accelerato della pipeline genomica chiamata DRAGEN. Questo ha definito un record da Guinness dei primati per l'analisi più veloce di 1000 genomi umani completi, grazie a 1000 istanze Ec2 f1.2xlarge in una sola regione AWS".

Aaron Friedman e Angel Pizarro

16 novembre 2017

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