ハイパフォーマンスコンピューティング

Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)のハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）は、クラスターコンピューティング用に最適化された GPU インスタンスタイプ（仮想マシン）によって可能になりました。 他の EC2 インスタンスと同様に使用できますが、特にハイパフォーマンスネットワーキングが利用できるように設計されており、オンデマンドで数万インスタンスまで拡大できます。

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最新世代の Amazon EC2 コンピューティング最適化インスタンスである、C4 インスタンスを起動できるようになりました。C4 インスタンスは、トラフィック量の多いフロントエンドサーバー群、MMO ゲーム、メディア処理、トランスコード、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）アプリケーションなどのコンピューティング関連の作業負荷に対応するように設計されています。

C4 インスタンスには、最大で 36 vCPU まで対応可能な 5 つのサイズがあります。C4 インスタンスは、2.9 GHz の基底周波数で動作し、Intel ® Turbo Boost によりクロック速度を 3.5 GHz まで高速化できる Intel Xeon E5-2666 v3（コード名 Haswell）プロセッサで動作します。各 C4 インスタンスタイプは、デフォルトで EBS に最適化されています。追加の料金はかかりません。この機能により、インスタンスに提供されている汎用ネットワークスループットに加えて、500 Mbps～4,000 Mbps の EBS 専用スループットが提供されます。

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GPU インスタンスは、3D モデリング、シミュレーションなどのグラフィックハイパフォーマンスコンピューティングアプリケーションや、計算化学、財務分析、エンジニアリング設計、汎用的な GPU コンピューティングなどのコンピューティングワークロードに最適です。

AWS GPU インスタンスでは、個々に最大 1,536 CUDA コアと 4 GB のビデオメモリを搭載する NVIDIA GPU にアクセスできます。ドライバの最新リリースでは、GPU は OpenGL、DirectX、CUDA、OpenCL、および GRID SDK をサポートします。 

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クラスターインスタンスは、プレイスメントグループ内で起動できます。プレイスメントグループ内で起動されるすべてのインスタンスは、レイテンシーが短く、インスタンス間の 10 Gbps の完全な二分帯域幅を持っています。その他の Amazon EC2 リソースと同様に、プレイスメントグループは動的で、必要に応じて柔軟に拡大縮小できます。また、複数のプレイスメントグループを接続して、超並列処理のための非常に大規模なハイパフォーマンスコンピューティングクラスターを作成できます。

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現在、AWS は、C3 および I2 インスタンスタイプ向けに、SR-IOV を使用して強化されたネットワーキング機能（シングルルート I/O の仮想化）をサポートしています。SR-IOV は、従来の実装と比較し、I/O パフォーマンスが高く、CPU 利用率が低いデバイス仮想化の手法です。サポートされる Amazon EC2 インスタンスに対してこの機能を利用すると、パケット毎秒（PPS）のパフォーマンスが高くなり、インスタンスレイテンシーは軽減され、ネットワークのストレスが少なくなります。

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データには重力があります。データセットが大きくなるにつれて、コンピューティングをデータに近づけやすくなり、レイテンシーを減らし、スループットを増やすことができます。Amazon S3、Amazon Redshift、Amazon DynamoDB、Amazon RDS など、AWS のビッグデータストレージとデータベースのサービスを使用すると、ハイパフォーマンスコンピューティングクラスターのデータを最適な環境でホストできるようになります。さらに、Amazon Elastic Block Store (EBS) を使用すると、大容量、高パフォーマンス、高スループットという HPC のワークロード要件を満たす大規模な並列ファイルシステムを作成できます。

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HPC のワークロードにスポットインスタンスを利用すると、時間とコストを節約できます。スポットインスタンスは、選択した任意の額で、未使用の Amazon EC2 容量を入札できる料金モデルです。入札額がスポット料金を超えると、入札額がスポット料金を超えている間は、使用可能なスポットインスタンスにアクセスし、実行できるようになります。これまでの実績としては、スポット料金はオンデマンド料金よりも 50% から 93% 低くなっています。 

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スポットインスタンスを使用して科学的コンピューティングを最適化する方法 

AWS Marketplace は、開発者や IT 専門家が AWS クラウドで実行するソフトウェアを簡単に検索して使用できる、オンラインストアです。数回クリックするだけで、Univa Grid Engine リソース管理システムや Intel Lustre HPC ファイルシステムなど、クラスターで実行できる厳選されたハイパフォーマンスコンピューティングソフトウェアを AWS Marketplace で直接見つけることができます。

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