Amazon EC2 F1 執行個體

在雲端中實現更快的 FPGA 加速器開發和部署

Amazon EC2 F1 執行個體使用 FPGA 提供自訂硬體加速。F1 執行個體的程式很容易設定,而且隨附了開發、模擬、偵錯及編譯硬體加速程式碼所需的所有物件,包括 FPGA 開發人員 AMI 和支援雲端硬體層級開發。使用 F1 執行個體部署硬體加速對許多應用程式都很有用,可有效地解決需要高頻寬、增強型聯網和超高運算能力的複雜科學、工程和業務問題。對於 F1 而言,良好目標應用程式是具有適度數量不同操作的應用程式,這些操作占應用程式執行階段的絕大部分。此類應用程式的示例包括:大數據分析、基因體學、電子設計自動化 (EDA)、圖像和視訊處理、壓縮、安全性和搜尋/分析。客戶使用 F1 執行個體來以較低的總體成本處理大量資料,以及透過加速顯著縮短運算時間。

F1 執行個體提供了多種開發環境,既適合初階硬體開發人員,也適合更熟悉 C/C++ 和 openCL 環境的軟體開發人員 (可透過我們的 GitHub 取得)。FPGA 設計完成之後,可將它註冊為 Amazon FPGA Image (AFI),然後按幾下即可將它部署到 F1 執行個體。您可以不限次數的重複使用 AFI,也可部署到無限量的 F1 執行個體上。使用 FPGA 開發人員 AMI 時,開發工具無需收取軟體費用,您可以根據需要在 F1 執行個體上對 FPGA 進行設定,無需額外費用。

了解 Amazon EC2 F1 執行個體如何協助您滿足自訂加速需要

EC2_F1_Thumb
f1

優勢

可擴展的高效能運算

與現場部署系統不同,Amazon EC2 F1 執行個體上執行的高效能運算,可提供幾乎無限的容量來擴展您的基礎設施,還能根據工作負載需求的變化,輕鬆靈活地調動資源。您可以設定資源以滿足應用程式的需求,並在幾分鐘內啟動所需數量的 FPGA 執行個體,並僅為所使用的資源付費。

加速運算時間高達 100 倍

與 CPU 相比,Amazon EC2 F1 執行個體提供高達 100 倍的加速,適用於各種運算密集型應用程式。客戶可以直接從 AWS Marketplace 發現、測試和部署自訂加速器,以輕鬆加速其運算管道。沒有必要知道如何設定 FPGA,因為 F1 技術合作夥伴開發的以 F1 為基礎的產品打包方式與任何其他 EC2 執行個體軟體相同。

輕鬆完成加速發展

開發人員可以利用先進的雲端工具和流程加速 FPGA 開發,讓他們能夠專注於增值加速邏輯。開發人員可以透過自定進度的在線教學獲得實作經驗,並從許多 GitHub 範例中學習。為了簡化偵錯過程,AWS 開發了虛擬 JTAG 之類的虛擬硬體偵錯工具,提供了一個熟悉的開發環境,讓多個開發人員在不依賴有限本地資源的情況下取得進展。

使用案例

基因體研究

基因體研究人員必須處理的生物資料的數量和復雜性不斷增加,他們必須處理數 PB 的資料,以便快速滿足醫生及其患者的需求。F1 執行個體是這些時間敏感使用案例的理想解決方案,也是處理大量資料的理想選擇。與 AWS 上的最新 CPU 執行個體相比,FPGA 可以提供高達 30 倍的運算成本節省。

財務分析

金融服務業對各式各樣應用程式的加速運算能力要求與日俱增,這些應用程式包括建構風險模型和分析、證券交易分析、資料分析等等。金融服務組織可以使用 F1 執行個體來提高風險建模和分析的準確性,這有助於顯著改善其決策制定流程並更快地獲得結果,以便交易者可以根據新資料做出更好的判斷。使用 CPU,銀行每天只能執行一次模型,而使用 FPGA 時,銀行可以使用即時分析。

即時影片處理

高效能直播品質影片應用程式,例如影片分析及影片轉碼和壓縮,都有即時要求。影片壓縮是節省 ISP 頻寬的特定使用案例,即時影片壓縮讓向客戶傳輸即時影片的組織可以節省其服務提供商頻寬成本。F1 執行個體是達到這些應用程式的要求且不會犧牲品質的理想解決方案。

大輸送量圖像處理

大型網站可以透過即時圖像轉碼節省儲存空間。例如,處理來自智慧型手機客戶的大量資料。

大數據研究和分析

許多大數據應用程式在資料分析和搜尋的數量、多樣性和速率要求上,已升高到客戶必須尋求硬體加速以便因應的情況。對於這些應用程式,客戶可以利用 F1 執行個體提高的效能,來滿足他們對於大數據分析和搜尋的要求。

聯網和安全

AWS FPGA 具有使用虛擬乙太網路功能以列速率高效運算網路封包的能力。借助此功能,雲端 FPGA 可用於安全應用,如深度封包檢測或高效能負載平衡器,以及需要即時自訂封包處理的任何其他網路應用程式。

功能

現場可程式化閘道陣列(FPGA)

FPGA 是可重新程式設計的硬體裝置,可以實作任何邏輯功能。這使得 FPGA 類似於定制晶片 (也稱為特殊應用積體電路或 ASIC),允許開發人員建立自訂處理器/加速器,提供量身定制的最佳化運算以加速特定工作負載。與固定功能運算解決方案 (如 CPU 和 GPU) 相比,這在特定情況下可實現顯著的加速。

開發套件

開發人員可透過建立 AWS 帳戶並下載 AWS FPGA 開發套件開始使用 F1 執行個體。該套件在 GitHub 上提供,包括 F1、內部 FPGA 界面和用於生成 Amazon FPGA 圖像 (AFI) 的編譯器指令碼的所有文件。AWS FPGA 支援多種開發環境,可為硬體和軟體開發人員提供服務。HDK 提供完全自訂的硬體開發和軟體定義的環境,允許使用 C/C++/OpenCL 程式碼開發加速,而無需任何硬體知識。這樣可以為 EC2 F1 執行個體進行快速 FPGA 開發。

FPGA 開發人員 AMI

FPGA 開發人員 AMI 包含 Xilinx Vivado,無需額外的軟體費用,以及預先打包的工具開發環境,其中包含用於模擬 FPGA 設計以及建置和註冊 AFI 的指令碼和工具。FPGA 開發人員 AMI 也包含用來偵錯和編譯程式碼的工具。您可在 Amazon EC2 執行個體上部署 FPGA 開發人員 AMI,快速佈建編寫和測試 FPGA 設計所需的資源。

產品詳細資訊

名稱 FPGA
vCPU 執行個體記憶體 (GiB) SSD 儲存 (GB) 增強型聯網 EBS 優化 隨需定價/小時* 1 年預留執行個體實際小時費率* 3 年預留執行個體實際小時費率*
f1.2xlarge 1
8 122 470
1.65 USD 1.06 USD 0.76 USD
f1.4xlarge 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

*所示價格是針對美國東部 (維吉尼亞北部) AWS 區域的 Linux/Unix,四捨五入到最接近的分。「1 年」和「3 年」預留執行個體的價格適用於「部分預付」付款選項。如需完整的定價詳情,請參閱 Amazon EC2 定價頁面。 

部落格和文章

Jeff-Barr_Bio-Pic

具有 FPGA 的 EC2 F1 執行個體 - 現在已正式上市

「這種高度並行化的模型非常適合建置定制加速器,來處理運算密集型問題。經過適當設定,FPGA 有可能為許多類型的基因體學、地震分析、財務風險分析、大數據搜尋以及加密演演算法和應用,提供 30 倍的加速。」

Jeff Barr

2017 年 4 月 19 日

aaronfriedman

DNAnexus 和 Edico Genome 如何在 Amazon Web Services (AWS) 上進行精準醫療研究

「今天,Edico Genome 部署在我們以 FPGA 為基礎的 Amazon EC2 F1 執行個體上,在 f1.2xlarge 執行個體類型上,大約 70 分鐘便可處理整個基因體序列,而在 f1.16xlarge 執行個體類型上,處理只需大約 30 分鐘。速度可以比目前最先進的演算法快 10 倍以上。」

Aaron Friedman 和 Ujjwal Ratan

2017 年 9 月 27 日

miachampion

使用 FireSim 和 Amazon EC2 F1 執行個體將資料中心規模的硬體 - 軟體協同設計引入雲端

「FireSim 降低了門檻,使每個人都可以更輕鬆地利用 FPGA 加速運算環境的強大能力。」

Mia Champion

2017 年 10 月 25 日

aaronfriedman

大規模加速精準醫學

「Edico Genome 與費城兒童醫院 (CHOP) 合作,展示他們的 FPGA 加速基因體管道軟體,名為 DRAGEN......這創造了分析 1000 個全人類基因體的最快金氏世界紀錄,這是在單個 AWS 區域中的 1000 個 EC2 f1.2xlarge 執行個體上實現的。」

Aaron Friedman 和 Angel Pizarro

2017 年 11 月 16 日

開始使用 AWS

icon1

註冊 AWS 帳戶

立即存取 AWS 免費方案
icon2

利用 10 分鐘教學了解

跟著 簡單的教學課程一同探索並學習。
icon3

開始使用 AWS 進行建置

運用逐步操作指南開始建置,協助您啟動 AWS 專案

免費試用 Amazon EC2! 

按一下這裡免費試用

AWS 免費方案包括為期一年每月 750 小時的 Linux 和 Windows t2.micro 執行個體使用量。若要繼續符合免費方案資格,您只能使用 EC2 微型執行個體。 查看 AWS 免費方案詳細資訊 >>

準備好開始使用了嗎?
註冊
還有其他問題嗎?
聯絡我們