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AWS Parallel Computing Service スターターキットで、HPC の世界への第一歩を踏み出そう

この記事は、”Jumpstart your HPC journey with the AWS Parallel Computing Service getting started kit” を翻訳したものです。

先日、AWS はハイパフォーマンスコンピューティングの領域の革新的なサービス、AWS Parallel Computing Service（AWS PCS）のローンチを発表しました。AWS PCSは、インフラストラクチャの管理に煩わされることなく、HPC ワークロードの実行とスケーリングをこれまで以上に容易にする管理サービスです。気象パターンのシミュレーション、次世代車両の設計、がん治療法の探索など、あらゆる研究や革新的な取り組みを加速させるために、AWS PCS は設計されています。

AWS PCSのローンチに伴い、すぐに使いこなせるよう、豊富なリソースをご用意しました。マニュアルを読むのが好きな方、動画で学びたい方、実践的なアプローチを好む方など、様々なニーズに対応しています。

本記事では、これらのリソースをご紹介し、PCS をスムーズに始められるようサポートいたします。

1 クリックで PCS についてよく学ぶことができるリソース

最初に紹介するリソースは、最短でひらめきを得られるかもしれません。HPC Recipes Library(詳細は後述)の PCS recipe をワンクリックすると、事前に用意されたサンプル AMI をベースとした Amazon FSx for Lustre scratch filesystem、小規模な x86 インスタンスのノードグループが実装された HPC cluster を最短で試すことができます。

これが本番環境用のクラスターになるとは考えていませんが、最も早く Slurm コマンドラインを試すことができ、どういったものが最適かを見つけることができます。このレシピを使うと、わずか15分でクラスターを試しに動かすことができます。古典的な学習方法、つまり作って壊しながら学ぶことができます。

AWS PCS User Guide

他の AWS サービスと同様に、AWS PCS にも詳細なユーザーガイドがあります。このガイドは、サービスの開発に携わっているテクニカルライター、ソフトウェアエンジニア、プロダクトマネージャーによって作成されています。ガイドでは、PCS を利用するための AWS アカウントの設定方法をはじめ、用途に合ったクラスターサイズの選び方、クラスターの運用管理、PCS が他の AWS サービスとどのように連携し統合されるかなど、幅広いトピックを網羅しています。

さらに、「Getting started with AWS PCS」という一歩ずつ学べるチュートリアルも含まれており、PCS クラスターの基本的な構成要素（クラスターのプリミティブ、コンピュートノードグループ、キュー、外部ファイルシステムなど）について解説しています。また、シンプルながら実用的な HPC 環境を構築するための手順も詳しく説明されています。

HPC Tech Shorts

時には、単に手順を読むだけでなく、実際のデモンストレーションを見たり、より広い文脈でのサービスの利用法を聞いたりすることが役立つことがあります。 PCS の使い方をより深く理解するために、YouTube の HPC Tech Shorts チャンネルで 2 時間以上の実践的な動画コンテンツが公開されています。現在 6 本の動画が用意されており、今後数週間から数ヶ月にわたってさらに追加される予定です。

動画コンテンツは以下の通りです。

  1. Introducing AWS Parallel Computing Service (9分)
    – この動画では、PCS の位置付けを紹介し、仕組みや他の AWS サービスとの連携について概観しています。
  2. Your first AWS PCS cluster (43分)
    – この動画では、ユーザーガイドの Getting started with AWS PCS チュートリアルに沿って、ステップ・バイ・ステップで解説しています。ネットワークの設定から、ストレージのプロビジョニング、クラスターの構築まで、各ステップで何をどのように行うのか、なぜそうするのか、を詳しく説明しています。この最初の２本の紹介動画を見れば、PCS の機能について良く理解でき、実際の動作も確認できるでしょう。
    さらに深く掘り下げたい場合は、PCS を用途に応じてカスタマイズする上で重要なトピックを扱う 4 本の動画があります。これらは順番に視聴することをお勧めします。
  3. Launch templates, instance profiles, security groups, and AMIs (17分)
    – この動画では、PCS にどのように様々な AWS の基本的な要素が組み合わさって、HPC ジョブを実行するインスタンスに特定の機能や動作を可能にするかを紹介しています。
  4. Configuring Elastic Fabric Adapter (EFA) and multi-NIC instances (20分)
    – 100 種類以上の Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) インスタンスタイプで EFA（Elastic Fabric Adapter）を使用して高速・低遅延のネットワーキングが可能です。中には複数のネットワークカードを搭載し、さらに高いスループットを実現するものもあります。この動画では、EFA を最大限に活用するためのPCSの設定方法を詳しく説明しています。また、気軽に試すための AWS CloudFormation テンプレートについても紹介します。
  5. Create and use a custom AMI for AWS PCS (29分)
    – PCS では、カスタム AMI を利用して高度にカスタマイズされたソフトウェア環境を構築できます。この動画では、Rocky Linux 9 のベースラインイメージから始まり、 Spack を使用してユーザーランドソフトウェアを管理する AMI の作成まで、プロセスの各ステップを詳しく解説します。さらに、作成した AMI を PCS で実際に使用する方法もご紹介します。
  6. Bring your own login node (21分)
    – AWS PCS にアクセスノード(ログインノード)を提供する方法は2つあります。PCS にログインインスタンスの管理を任せるか、自分でインスタンスを設定してクラスターの Slurm コントローラーに接続するかのいずれかです。この動画では、スタンドアロンの EC2 インスタンスを PCS クラスターとその共有している Lustre ファイルシステムに接続する方法を解説しています。

今後数ヶ月にわたって、このような解説動画がさらに追加される予定です。

HPC Recipes for AWS

昨年のこの時期に、community recipe library for HPC infrastructure on AWS をリリースしました。このライブラリには、AWS で HPC を学んだり、概念実証(PoC)やデモを構築したりするのに使えるパターンや Infrastructure as code のリソースが含まれています。リリース以来、このライブラリは大きく成長し、いくつかの AWS HPC ブログ記事で重要な役割を果たしてきました。今回、このライブラリに PCS-specific channelを追加しました。これにより、PCS に特化したレシピやリソースにアクセスしやすくなりました。

この PCS チャンネルは急速に成長しています。現時点での内容を少しご紹介すると、Getting started with AWS PCS をサポートするレシピや、スタンドアロンのログインノードのセットアップ方法、さらには簡単な CFD 用クラスターの構築方法を示すレシピなどが含まれています。このリポジトリにあるレシピは、私たちのチュートリアルや動画で広く使用されています。

是非 HPC Recipes に注目してください（是非 GitHub でスターを付けてください）。HPC Recipesでは、PCS クラスターの運用に関する様々な側面を段階的に仕組み化する方法を紹介しています。

Next Steps

AWS Parallel Computing Service (AWS PCS)は、AWS での HPC クラスターの管理を簡素化し、研究やイノベーションを加速させるために設計されています。利用し始めるための包括的なリソースを用意しました：

これらのリソースは、ドキュメントを読むのが好きな方、デモを見るのが好きな方、実践的な例に直接取り組むのが好きな方など、さまざまな方の好みの学習スタイルに対応しています。

是非 AWS PCS を試してみて、HPC ワークフローをどのように変革できるか確かめてみてください。入門ガイドから始めるか、紹介動画を見るか、HPC Recipes の 1 つに取り組んでみてください。AWS PCS 上で HPC 環境を構築・拡張していく中で、科学的・工学的ブレークスルーを加速させる新しい方法を発見できるでしょう。

HPC の旅の次のステップに進む準備はできたでしょうか。AWS Parallel Computing Serviceの製品ページにアクセスして、詳細を確認し、今すぐ始めましょう。

試してみて、感想を ask-hpc@amazon.com までお聞かせください。AWS PCS でどんなことを成し遂げられるか、楽しみにしています。

本ブログ記事は、ソリューションアーキテクトの池田が翻訳しました。原文はこちらです

Matt Vaughn

Matt Vaughn

Matt Vaughn は、HPC および科学計算分野の Principal Developer Advocate です。ライフサイエンスのバックグラウンドを持ち、長期的に利用してくださるユーザーのために使いやすい HPC やクラウドシステムの構築に携わってきました。仕事以外の時間は、絵を描いたり、読書をしたり、世界中を旅したり、近くにいる犬と遊んだりして過ごしています。

Brendan Bouffler

Brendan Bouffler

Brendan Bouffler は、AWS の HPC エンジニアリング部門で Developer Relations の責任者を務めています。これまで、あらゆる環境で数百もの HPC システムの設計と構築に携わってきました。クラウドが、世界を変える発見をもたらすために全世界の研究者やエンジニアが必要とする卓越したツールになることを確信し、AWS に入社しました。
物理学の学位を持つブレンダンは、自転車にまつわる物理法則のを実験的に検証することに興味を持っています。この趣味が原因で、しばしば入院することになっています。