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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P2 インスタンスは、機械学習、エンジニアリングシミュレーション、金融工学、地震解析、分子モデリング、ゲノミクス、レンダリング、高性能データベース、およびその他の GPU コンピューティングワークロードに最適です。

P2 インスタンスは 16 基の NVIDIA K80 GPU、192 ギガバイト (GB) のビデオメモリ、40,000 個の並列処理コアを搭載しており、70 テラフロップの単精度浮動小数点性能と 23 テラフロップ超の倍精度浮動小数点性能を実現しています。また GPUDirect テクノロジーによって、GPU 間のピアツーピア通信の帯域幅が拡大し、レイテンシーが低下しています。また P2 インスタンスは、最大 732 GB のホストメモリ、Intel Xeon E5-2686 v4 (Broadwell) カスタムプロセッサを使った最大 64 基の vCPU、I/O 処理専用のネットワーク容量、および Amazon EC2 Elastic Network Adaptor による拡張ネットワーキング機能を搭載しています。P2 インスタンスを利用することで、CUDA 並列コンピューティングプラットフォームや OpenCL フレームワークを使用する演算処理の多いアプリケーションを、先行投資なしで構築およびデプロイできます。

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G2 インスタンスは、3D のモデリングおよびシミュレーション、医療および地理空間のイメージング、動画コンテンツ配信などの高性能グラフィカルアプリケーションに最適です。

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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-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計算を最適化する方法 

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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