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高效能運算 (HPC) 可讓科學家和工程師解決複雜、運算密集的問題。HPC 應用程式通常需要高速網路效能、快速儲存、大量記憶體、超強運算能力,也可能需要以上所有特點。AWS 透過在雲端執行 HPC,並能擴展到超過大部分現場部署環境實際可行的大量平行任務,讓您加快研究速度,又能縮短得出結果的時間。AWS 透過隨需提供 CPU、GPU 和 FPGA 伺服器,並針對特定應用程式進行優化,而且無須投資大量資本,以協助降低成本。


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立即啟動或擴展 AWS 上的高效能運算叢集。透過排除任務佇列時間並視需要盡可能擴展叢集大小,可縮短上市或發行時間。

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專注於應用程式和研究成果,而不是基礎設施維護和升級。當 AWS 升級硬體時,您可以立即取得存取權 – 只要重寫叢集組態檔並重新啟動,移至最新的硬體即可。

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讓您的研究決定基礎設施,而不是讓基礎設施左右您的研究。透過 AWS 提供的彈性組態選項,您可以從自己的假設開始,針對目前所需的 GPU、未來所需的 CPU 等應用程式特定需求建立優化的 HPC 叢集。

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除了運算、儲存和資料庫等核心服務選項之外,可充分利用 AWS 生態系統中的多樣化服務與合作夥伴提升 工作負載。各式各樣的選項包括從 NICEThinkbox 等熟悉的解決方案到利用 AWS Lambda 的實驗組件。

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協同作業無須犧牲安全性。每個 AWS 服務都提供加密以及為每個使用者授與精細許可的選項,同時保有讓經過核准的使用者共享資料的能力。建立符合 HIPAA、FISMA、FedRAMP、PCI 等規範的解決方案。

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讓任務花費的每一分錢都有價值。從多種 AWS 服務中選擇,只需按使用量付費。不須為閒置的運算容量付費、沒有長期合約,也沒有複雜的授權。透過 Amazon EC2 競價型執行個體進一步優化成本。

  • 生命科學

    基因體

    加州大學柏克萊分校 Algorithms, Machine, and People (AMP) 實驗室利用 AWS 快速擴展所需的運算資源,以便分析基因體工作中的演算法。進一步了解 >>

    運算化學

    Novartis 建立使用 AWS 的平台,執行約 87,000 個運算核心在 9 小時內完成 39 年的運算化學,且只花費 4,232 USD 的成本。進一步了解 >>

    生物系統模擬

    賓州大學將其研究入口網站遷移到 AWS,讓世界各地 6,000 名研究人員設計超過 50,000 條合成 DNA 序列。 進一步了解 >>

    蛋白質模型建立

    舊金山州立大學資訊工程學系使用 Amazon EC2 減少執行機器學習工作負載的成本和處理時間。 進一步了解 >>

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  • 金融服務

    資本管理與報告

    MAPFRE 省下了百分之 88 的基礎設施成本,且能夠隨需啟動超級電腦並在結束時關閉。 進一步了解 >>

    風險管理組合優化

    Yuanta Securities Korea 透過在 AWS 執行財務模型以評估市場風險,不但加快速度也降低了成本。進一步了解 >>

    合約定價與估價  

    Aon Benfield 將其基礎設施移至 AWS 並建立處理系統,將政策重新計算的時間從幾小時或幾天縮短到幾分鐘。進一步了解 >>

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  • 生產製造

    計算流體動力學 (CFD)

    TLG Aerospace 使用 EC2 競價型執行個體之後能夠以較低的費用存取更多記憶體和核心,這讓他們得以擴展需求漸增的模擬數量和大小。 進一步了解 >>

    工程模擬

    Ansys 利用增強型聯網相容 EC2 執行個體執行模擬,展現了遠超過 1000 個核心的近乎完美可擴展性,減少的整體解決方案時間甚至超過 2000 個核心的表現。 進一步了解 >>

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  • 能源與地球科學

    天氣模擬

    Weather Company 重新設計了他們的大數據平台、預測系統和應用程式,以原生方式在雲端環境執行,並將現場部署環境從 13 個資料中心減為六個,讓工程師有時間有效的建立網路和應用程式。 進一步了解 >>

    水庫模擬

    Rock Flow Dynamics 使用隨需運算資源執行工作負載,以優化油井和注水井的位置。使用 AWS 資源,只花 12 天的時間就完成了需要耗時多年的工作。進一步了解 >>

    地理資訊系統 (GIS)

    Digital Globe 使用 AWS 在幾週內將數 PB 的高解析度地球影像、資料及分析交付給客戶,不需耗費數個月,而且還可以節省成本。 進一步了解 >>

    操作、管理和分析

    Fugro Roames 透過使用 AWS 和 Amazon EC2 競價型執行個體,已經讓 Ergon Energy 的植被管理年度成本從一億澳幣減少到 6000 萬澳幣。 進一步了解 >>

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  • 半導體

    電子設計自動化

    Cadence Design Systems 使用 AWS 將工作負載彼此隔離,並確保使用者和應用程式不會爭用資源,藉此減少回歸時間、加速反覆項目,並將重點轉向優化和靈活性。 進一步了解 >>

    電子模擬

    Cypress Semiconductor 在 AWS 上實作平行運算,並使用 COMSOL Multiphysics 模擬電容感應器組件的電磁場分佈,而且將模擬時間從幾週減少到幾小時。 進一步了解 >>

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持續交付

AWS 上的高效能運算工作負載在虛擬伺服器 (稱為執行個體) 上執行,由 Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) 支援。Amazon EC2 在雲端提供安全、可調整大小的運算容量,並提供各式各樣的執行個體類型,讓您針對工作負載選擇最優化的類型。

 執行個體類型
建議的 HPC 用途
技術特色

C5

運算優化

運算密集型工作負載,像是工程和財務模擬、材料科學和基因體處理、地震處理、數位和類比模擬、流體動力學、運算印刷和度量、天氣模擬等等
  • 以 Intel Xeon Platinum 處理器為基礎,(Skylake)
  • 提供高達 36 個核心 (72 個 vCPU) 和高達 144 GiB 的記憶體
  • 支援 Intel Advanced Vector Extension 512 (AVX-512) 向量處理指令集
  • 在 EC2 執行個體類型中擁有最高的時脈速度

M4

一般用途

需要平衡記憶體核心比例的應用程式和工作負載,適用於 HPC 管理節點、授權伺服器、遠端登入節點等一般用途運算
  • 以 Intel Haswell 和 Broadwell 處理器為基礎
  • 提供高達 32 個核心 (64 個 vCPU) 和高達 256 GiB 的記憶體

R4

記憶體優化

需要比 C5 或 M4 執行個體擁有更高記憶體核心比例的應用程式,包括記憶體密集型工程和科學模擬、半導體遮罩驗證等許多其他應用程式
  • 以 Intel Broadwell 處理器為基礎
  • 提供高達 32 個核心 (64 個 vCPU) 和高達 488 GiB 的記憶體

P3

 加速運算

工程模擬、計算金融學、地震分析、分子模擬、基因體、轉譯和其他 GPU 運算工作負載
  • 提供高達 8 個 NVIDIA Tesla V100 GPU
  • 高達 1 PFLOPS 的混合精度、125 TFLOPS 的單精度以及 62 TFLOPS 的雙精度浮點效能
  • 高達每秒 300 GB 的輸送量與 NVIDIA NVLink GPU 對 GPU 互連
  • 高達 64 個 vCPU、488 GB DRAM,及每秒 25 GB 專用彙總網路頻寬

F1

加速運算

平行、硬體加速應用程式,包括影片分析、影像處理、金融計算、基因體,以及加速的資料分析和搜尋
  • 在單一 EC2 執行個體提供高達 8 個 Xilinx Virtex UltraScale+ VU9P FPGA 裝置

G3

加速運算

高效能圖形應用程式,包括圖形遠端桌面、3D 模型建立與模擬、醫學與地理空間影像處理,以及影片內容交付
  • 在單一 EC2 執行個體提供高達 4 個 NVIDIA Kepler 或 Maxwell GPU
  • 已針對圖形處理和遠端視覺化進行優化
  • Amazon AppStream 2.0 是可允許預先處理和後處理 HPC 工作負載的全受管應用程式串流服務,該服務提供此執行個體類型。在使用 HTML5 瀏覽器的各種桌面上將 HPC 視覺化應用程式交付給大型使用者群組。
  • Amazon WorkSpaces Graphics 服務包使用,可在雲端啟用 GPU 加速的虛擬 Windows 桌面。WorkSpaces Graphics 服務包是專為工程師和 3D 應用程式開發人員所設計,可做為昂貴繪圖工作站的替代選項。

X1

記憶體優化

每個核心需要最高記憶體的應用程式,包括記憶體內分析圖形和疏鬆矩陣處理、半導體時間分析等
  • 以 Intel Haswell 處理器為基礎
  • 提供高達 64 個核心 (128 個 vCPU) 和高達 1,952 GiB 的記憶體

持續交付

高效能運算工作負載管理在雲端獲得更大的彈性,讓資源和任務協調成為工作負載的重要考量。AWS 為工作負載協調提供各式各樣的解決方案:全受管服務可讓您將注意力從佈建、設定和優化叢集和任務排程器移到任務請求和輸出,而自我管理解決方案則可讓您自行設定和維護雲端原生叢集,透過傳統任務排程器在 AWS 或混合式 案例使用。

 AWS 產品
描述
特色
AWS Batch AWS Batch 是全受管服務,可讓您在雲端輕鬆執行大規模的運算工作負載,無須擔心資源佈建或管理排程器。透過 Web 主控台、AWS CLI 或軟體開發套件與 AWS Batch 互動。
  • 全受管服務
  • 專注在您的任務及其資源,無須擔心基礎設施
  • 輕鬆使用 EC2 競價型和預留執行個體降低成本
  • 在數萬個核心輕鬆排定工作優先順序
AWS Lambda 無須佈建或管理伺服器即可執行程式碼,只需為使用的運算時間付費。定義以多種語言撰寫的短期函數,並允許 Lambda 進行大規模的執行管理。
  • 全受管服務
  • 已針對短期操作優化
  • Lambda 是「無伺服器」服務 – 在函數執行期間只需按使用量付費
AWS Step Functions 一種全受管服務,可使用視覺化工作流程來輕鬆協調分散式應用程式與微型服務中的各個元件。
  • 全受管服務
  • 輕鬆與 AWS Batch、AWS Lambda 和其他服務整合

CfnCluster
一種開放原始碼架構,使用預先安裝的開放原始碼批次排程器和 MPI 程式庫在 AWS 上部署高效能叢集。
  • 開放原始碼軟體
  • 使用第三方排程器快速部署叢集
  • 使用 AWS CloudFormation 做為基礎範本 
EnginFrame HPC 入口網站與各式各樣的開放原始碼和商業批次排程系統整合。任務提交、控制和資料管理的一站式商店。
  • 可在現場部署、雲端和混合式環境執行
  • 多個排程器的單一窗格檢視
  • 應用程式範本

持續交付

AWS 提供多種儲存選項,從連接 EC2 執行個體的檔案系統到高效能物件儲存等等。大部分 HPC 應用程式都需要透過檔案系統界面共享多個 EC2 執行個體的資料存取權。AWS 提供原生、可擴展的共享檔案儲存服務 (Amazon EFS),以提供檔案系統界面和檔案系統語意。HPC 應用程式也可使用 Amazon EBS 或 EC2 執行個體存放區等 AWS 區塊儲存產品做為一般用途工作儲存。Amazon S3 和 Glacier 提供用於長期儲存大型資料集的低成本儲存選項。

 AWS 產品
描述和建議的 HPC 用途
特色

Amazon EFS

 

高可用性、高耐用性的異地同步備份全受管檔案系統

建議的 HPC 用途:做為工作儲存的共享檔案系統

  • 可擴展到數萬個核心
  • 可掛載 NFS

Amazon EBS

 

可搭配 Amazon EC2 執行個體使用的持久性區塊儲存磁碟區

建議的 HPC 用途:用於高 IOPS 和一般用途工作儲存

 

  • Lustre 相容
  • 可掛載 NFS
  • 透過 Lustre 和 GPFS 等工具支援高速平行運算系統
  • 提供多種速度和成本優化選項

Amazon EC2 執行個體存放區

 

內含區塊儲存,無須額外付費,還提供精選 Amazon EC2 執行個體類型

建議的 HPC 用途:用於經常讀取的暫時工作儲存

  • 包含精選 EC2 執行個體類型
  • 快速 I/O
  • 暫時性儲存

Amazon S3

 

專為從任何位置存放和擷取任何數量資料所建立的物件儲存

建議的 HPC 用途:做為 HPC 資料主要的耐用且可擴展儲存

  • 高可用性
  • 高耐用性
  • 可透過 PUT 和 GET 請求存取 API

Amazon Glacier

 

成本極低的雲端儲存服務,為資料存檔和長期備份提供安全且耐用的儲存

建議的 HPC 用途:用於長期且成本較低的 HPC 資料存檔

  • 生命週期工具可自動存檔資料
  • 非常經濟實惠
  • 以時數計算擷取時間

持續交付

AWS 網路專為擴展而設計。無論您的應用程式需要在一個緊密結合的工作負載有數千個核心、極度平行的高輸送量運算 (HTC) 應用程式需要數萬個核心,或兩者的混合,AWS 網路都能提供高效能 (高頻寬、低延遲) 和可擴展性。

AWS 會自行優化並量身建立專為 AWS 基礎設施設計的硬體。直通路由結合 AWS 的大規模表示即使最大的客戶在使用最困難的應用程式通訊模式時都能看到一致的延遲和高頻寬。相較於傳統的虛擬網路界面,增強型聯網提供較高的 I/O 效能和較低的 CPU 使用率。此功能可提高每秒資料包數 (PPS) 效能、縮短執行個體間的延遲,並大幅降低網路抖動。根據您使用的執行個體類型,可以下列兩種方式取得增強型聯網:Intel 82599 或 Amazon ENA。

聯網功能
描述和 EC2 執行個體類型相容性
優點
叢集置放群組

叢集置放群組是邏輯分組,或所選 AWS 區域的執行個體叢集。

EC2 執行個體類型相容性:支援增強型聯網的所有執行個體類型都可在叢集置放群組內啟動。進一步了解 >>

  • 允許可靠的低延遲,以及執行個體間高達 20 Gbps 的頻寬
  • 視需要彈性地擴展

第一代增強型聯網:

Intel 82599

  

 

Intel 82599 虛擬功能界面為支援的執行個體類型提供高達 10 Gbps 的網路速度支援,且相較於傳統虛擬網路界面,提供較高的 I/O 效能和較低的 CPU 使用率。

EC2 執行個體類型相容性:C3、C4、C5、D2、I2、R3 和 M4 (不含 m4.16xlarge) 執行個體類型都與 82599 相容。進一步了解 >>

  • 較傳統實作提供較高的 I/O 效能和較低的 CPU 使用率
  • 較高的每秒資料封包數 (PPS) 效能
  • 較低的執行個體間延遲
  • 非常低的網路抖動

第二代增強型聯網:

彈性網路界面卡 (ENA)

彈性網路界面卡 (ENA) 是自訂網路界面,已經過優化可交付高輸送量和每秒資料封包數 (PPS) 效能。

EC2 執行個體類型相容性:目前 C5、P2、P3、R4、X1 和 m4.16xlarge 執行個體類型都支援 ENA。 進一步了解 >>

  • 第一代的所有好處
  • 不會過時的驅動程式:其設計可支援高達 400 Gbps 的聯網,無須變更驅動程式
  • 特定 EC2 執行個體類型使用高達 25 Gbps 的網路頻寬

持續交付

從準備模擬輸入資料到解譯運算任務輸出,高效能圖形任務是許多 HPC 工作負載的一部分。AWS 提供許多產品,可改善執行 OpenGL、Direct/X 及其他圖形應用程式的效能、成本和彈性。您可以使用 GPU 支援的 G2 和 G3 執行個體或 Elastic GPU 加速圖形效能,以及透過 AppStream 2.0、WorkSpaces 或 NICE DCV 串流 Windows 圖形。如果您偏好使用 Linux 圖形平台,結合 NICE DCV 和 EnginFrame 入口網站的串流效能可將端對端 HPC 工作負載交付給現場部署、混合雲端或完整 AWS 組態的最終使用者。

 產品
描述
特色
NICE DCV 針對高階圖形進行優化的安全串流協定,具備動態頻寬管理
  • 移動像素和保持 HPC 資料集中化
  • 啟用 Linux 和 Windows 3D 應用程式遠端存取
  • 提供廣域網路區域的流暢回應體驗
  • 在現場部署和 AWS 上一致的體驗
NICE EnginFrame 具備內建互動工作階段管理和批次互動工作流程支援的 HPC 入口網站
  • 可滿足所有 HPC 使用者需求的一站式商店
  • 簡化協作
  • 在現場部署和 AWS 上一致的體驗
Amazon EC2 Elastic GPU 與 G2 執行個體
可讓您輕鬆將低成本圖形加速連接至最新一代的 EC2 執行個體
  • 非常適合僅需少量 GPU 以提供圖形加速的情況,或者應用程式只需少量 GPU 即可獲益,但仍需要大量運算、記憶體或儲存空間
  • 可執行多種圖形工作負載,例如 3D 模型建立及轉譯,並提供與直接連接的 GPU 相似的工作站效能。
Amazon AppStream 2.0
全受管的安全應用程式串流服務,可讓您將桌面應用程式從 AWS 串流到執行 Web 瀏覽器的任何裝置
  • 在 HPC 資料旁執行視覺化應用程式可確保高品質、低延遲的視覺化體驗
  • 使用者可隨時隨地安全的存取自己的應用程式,只要有 Web 連線就有生產力
  • 使用針對圖形優化的 NICE DCV 協定交付應用程式
Amazon Workspaces 在 AWS 上執行的全受管且安全的桌面即服務 (DaaS) 解決方案。WorkSpaces 包含 GPU 加速服務包,不但支援工程、設計和架構應用程式,還提供雲端安全性、經濟學、彈性與敏捷性等好處。
  • 因為應用程式可駐留在雲端資料旁,可更快速視覺化模擬結果
  • 支援 3D 應用程式開發、3D 模型建立、CAD、CAM 和 CAE 工具
  • 桌面串流至許多支援的裝置,包含 Windows 和 Mac 個人電腦、PCoIP 極簡型電腦、Chromebook、iPad、Fire 平板電腦、Android 平板電腦,甚至一些智慧型手機
持續交付

AWS 對超過 70 種雲端服務的定價提供按用量付費的方式。使用 AWS 時,您只為所需的個別服務和使用的時間付費,無須長期合約或複雜的授權。AWS 定價就與您支付水費或電費的方式一樣。您只支付所使用服務的費用,一旦停止使用,就不會有額外費用或終止費用。進一步了解 AWS 的定價方式 >>

支付 Amazon EC2 運算容量費用有三種主要的方式:隨需、預留執行個體和競價型執行個體。

運算定價方式
描述
建議的 HPC 用途:
隨需執行個體 使用隨需執行個體,您只需要按小時支付運算容量費用,無須長期購買或預付款。您可以根據應用程式的需求提升或降低運算容量,並按規定的執行個體小時費率支付所使用部分的費用。
  • 偏好擁有低成本和 Amazon EC2 提供的靈活性,但不打算支付預付款或簽署長期合約的使用者
  • 首次在 Amazon EC2 上開發和測試的應用程式 (POC)
  • 具有短期、難應付或無法預測的工作負載且該工作負載不能被中斷的應用程式
  • 緊急和高優先順序工作負載
競價型執行個體 競價型執行個體是一個定價模式,可讓您以所選擇的任何價格對未使用的 Amazon EC2 容量進行競價。當您的出價超過競價型價格時,可獲得使用可用競價型執行個體的權限,只要出價超過競價型價格,就可以執行該執行個體。根據歷史記錄,競價型價格比隨需價格低 50% 到 93%。進一步了解使用競價型執行個體優化科學運算成本 >>
  • 可以容忍中斷的工作負載
  • 開始時間和結束時間靈活的應用程式
  • 只能承受極低的運算價格的應用程式
預留執行個體 相較於隨需執行個體的定價,預留執行個體可提供您更多的折扣 (最多 75%)。此外,將預留執行個體指派到特定可用區域時,可提供容量保留,讓您更能夠確信可在需要時啟動執行個體。
  • 可持續使用 EC2 1 或 3 年以降低總運算成本的客戶
  • 穩定狀態使用的應用程式

AWS 合作夥伴提供專業服務或軟體解決方案讓您在 AWS 執行工作負載。瀏覽我們精選的特色合作夥伴,並進一步了解。

 

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