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きみつぐうすい
5 years ago
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1 AWS で実現する次世代シミュレーション環境 2015 年 11 月 26 日アマゾンウェブサービスジャパン株式会社

2 Who am I 名前 : 小川貴士 ( おがわたかし ) 所属 : アマゾンウェブサービスジャパン株式会社ソリューションアーキテクト主な担当エリア :CAE / HPC

3 アジェンダ AmazonとAWSについて Intel 社とのパートナーシップ HPC 分野におけるAWS 利用のメリット利用イメージ HPC on AWS 事例

4 Amazon と AWS について

5 アマゾンについて創業 :1994 年 7 月本社 : 米国ワシントン州シアトル創業者 &CEO: ジェフベゾス

6 なぜアマゾンがクラウドを?

7 数十億アイテムの管理を支える IT 基盤を構築運用

8 AWSクラウドの起源はアマゾン社内のビジネス課題を解決するために生まれた API

9 既存のインフラをサービス化して対応データセンターサーバーストレージ機器テープ装置 API

10 2006 年 3 月 14 日 Amazon S3 発表

11 サーバーストレージ DB からアプリケーションまで 50 を超えるクラウドサービスを提供エンタープライズアプリケーションプラットフォームサービスセキュリティ & 管理運用コアサービスインフラストラクチャー

12 世界中にクラウドサービス拠点を展開 11 のリージョン 1. US EAST (Virginia) 2. US WEST (N. California) 3. US WEST 2 (Oregon) 4. EU WEST (Ireland) 5. JAPAN (Tokyo) 6. South America (Sao Paulo) 7. ASP 1 (Singapore) 8. ASP 2 (Sydney) 9. GovCloud 10. BJS 1 (Beijing China) limited preview 11. EU (Frankfurt) 30 のアベイラビリティゾーン 53 のエッジロケーション

13 企業ユースの皆様の高い要望にお応えできる高いセキュリティデータセンター : 強固なデータセンターを複数利用可能セキュリティ技術 : 堅牢なセキュリティ設定や暗号化多要素認証数多くの第三者認証 : セキュリティコンプライアンスに関する多くの第三者認証を取得

14 AWS クラウドが選択される理由俊敏性コスト削減弾力性幅広い機能グローバル展開

15 日本で 20,000 以上のお客様

16 Intel 社とのパートナーシップ

17 Amazon EC2(Elastic Compute Cloud) アベイラビリティゾーン A アベイラビリティゾーン B リージョン任意のゾーンに分散配置可能 1 数分で起動し 1 時間ごとの従量課金で利用可能な仮想マシンノード追加削除マシンスペック変更も数分で可能管理者権限 (root / Administrator) で利用可能社内 PCと同じIntelアーキテクチャ採用

高性能インスタンスの変遷 CC1 CC2 C3 C4 vcpu 16 32 32 36 RAM (GiB) 23 60.5 60 60 CPU Xeon X5570 2.93GHz (Nehalem) Xeon E5-2670 2.

18 高性能インスタンスの変遷 CC1 CC2 C3 C4 vcpu RAM (GiB) CPU Xeon X GHz (Nehalem) Xeon E GHz (Sandy Bridge) Xeon E5-2680v2 2.8GHz (Ivy Bridge) NIC 10Gbps 10Gbps 10Gbps 10Gbps Launch Date Xeon E5-2666v3 2.9GHz (Haswell) Jul, 2010 Nov, 2011 Nov, 2013 Jan, 2015

19 HPC 分野における AWS 利用のメリット

20 広がるシミュレーションの世界システムのコモディティ化は演算コストの低減を加速させ設計研究開発はシミュレーションが主体に製品設計の例流体力学の演算アンテナ出力デジタル信号解析温度電磁界有限要素解析不良要因解析シミュレーションの世界はより身近により幅広いエリアに浸透

21 計算機環境の課題計算機利用者様のご要望コア数制限無く使いたい最適な環境 (OS/ コンパイラ ) を選びたい待ち時間を短縮してほしい最新のCPUを使いたい計算機の運用を楽にしたい

22 悩めるケース1 多数のジョブをすぐに実行したい短時間で完了したいコア数コア数 1 週間 1 日従来は手持ちの限られたリソースで逐次処理していたジョブも AWS なら必要な台数インスタンスを起動して一斉処理しかも費用は時間台数なのでどちらも同じ

23 悩めるケース 2 計算の用途の応じてクラスタを構成したい CAE/HPC アプリケーションの要件や規模に合わせて最適なクラスターをオンデマンドで起動

24 悩めるケース 3 刻々と変化する計算需要について行くのが大変ピーク稼働に合わせて用意されたシステムは稼働率が低く非効率従来は計算機のリソースに合わせて仕事をする必要があった Time AWS なら日々変化する需要の増減にも対応さらに計算需要の増加にも長期的に対応可能その時の仕事に計算機側を合せる時代に! Time

悩めるケース 4 計算機の更新が大変従来だとシステム更新までは長い道のりシステム企ベンチマー RFP 画ク依頼システム設計ベンダ決定ファシリティ準備設置構築テスト運用開始 AWS なら常に最新の CPU が利用可能問題があれば元に戻すのも自由 CPU CC1 CC2 C3 C4

25 悩めるケース 4 計算機の更新が大変従来だとシステム更新までは長い道のりシステム企ベンチマー RFP 画ク依頼システム設計ベンダ決定ファシリティ準備設置構築テスト運用開始 AWS なら常に最新の CPU が利用可能問題があれば元に戻すのも自由 CPU CC1 CC2 C3 C4 Xeon X5570 (Nehalem) Xeon E (Sandy Bridge) Xeon E5-2680v2 (Ivy Bridge) Xeon E5-2666v3 (Haswell) Launch Date Jul, 2010 Nov, 2011 Nov, 2013 Jan, 2015

26 悩めるケース 5 計算機の管理が大変ハードウェア保守ネットワーク管理 / 保守電源管理空調管理設置場所の費用 / 運用計算機の規模が大きくなればなるほど大変に面倒な物理的管理は全て AWS にお任せ本来の仕事に集中できる

27 AMI と marketplace 一度作成した OS 環境は AMI として保存しておくことが可能 AMI から何台でも EC2 インスタンスを起動することが可能 Availability Zone-1a インスタンス Availability Zone-1b AWS 以外にサードパーティも AMI を提供例えば Lustre が導入済みの AMI や OpenFOAM 導入済みの AMI etc. AMI からインスタンスを起動カスタム AMI を使ってインスタンスを複数台起動 AMI カスタム AMI カスタムAMIを作成必要に応じて共有設定 Amazon S3

GPU インスタンスも選択可能 G2.2xlarge ( 2013) Intel Intel Xeon E5-2670 2.

High G2.8xlarge (2015) Intel Intel Xeon E5-2670 2.

Very High (10 Gigabit Ethernet) 8 vcpu 32 vcpu 15GB RAM 1x NVIDIA

28 GPU インスタンスも選択可能 G2.2xlarge ( 2013) Intel Intel Xeon E GHz (Sanday Bridge) 1 NVIDIA Kepler GK104 GPU I/O Performance: High G2.8xlarge (2015) Intel Intel Xeon E GHz(Sanday Bridge) 4 NVIDIA Kepler GK104 GPU I/O Performance: Very High (10 Gigabit Ethernet) 8 vcpu 32 vcpu 15GB RAM 1x NVIDIA GPU 1536 Cores 4GB Mem g2.2xlarge 60GB RAM 4x NVIDIA GPU 1536 Cores x 4 4GB Mem x 4 G2.8xlarge

可視化もクラウド上で Amazon WorkSpaces: フルマネージド型 VDI サービス Client Mobile Client Internet Internet Gateway

WorkSpaces WorkSpaces VPC Subnet Availability Zone Virtual Private Cloud AWS Cloud 特徴

com/jp/workspaces/) 任意のデバイスからアクセス可能マネジメントコンソールを数回クリックするだけでデスクトップを展開社内ディレクトリとの統合価格体系

29 可視化もクラウド上で Amazon WorkSpaces: フルマネージド型 VDI サービス Client Mobile Client Internet Internet Gateway Domain Controller Domain Controller WorkSpaces WorkSpaces VPC Subnet Availability Zone WorkSpaces WorkSpaces VPC Subnet Availability Zone Virtual Private Cloud AWS Cloud 特徴 ( 任意のデバイスからアクセス可能マネジメントコンソールを数回クリックするだけでデスクトップを展開社内ディレクトリとの統合価格体系 ( 起動した WorkSpaces 数に応じた月額課金インフラストラクチャ ( コンピューティングストレージストリーミング用帯域幅 ) およびソフトウェアアプリケーションをふくむプラスバンドルには Microsoft Office と Trend Micro Anti-Virus が付属

30 HPC on AWS 利用イメージ

31 従来の HPC 環境 ssh 端末で操作データは scp で転送社内サーバルーム or データセンター環境 Internet VPN / 専用線自社オフィス環境 SSH/SCP ログインノードライセンスサーバマスターサーバ NFS サーバ計算ノード

32 AWS でも基本的なシステム構成は同じ ssh 端末で操作データは scp で転送 AWS クラウド環境 Internet VPN / 専用線自社オフィス環境 SSH/SCP ログインノードライセンスサーバマスターサーバ NFS サーバ計算ノード

33 AWS なら必要な時に必要なだけ利用可能従来のクラスタ構成は固定 $ aws ec2 run-instances \ --image-id ami-5769f956 \ --key-name plc id_rsa \ --security-groups default \ --instance-type c4.8xlarge Elastic Data Center M ジョブが無ければ無駄発生 Corporate Data Center

34 AWS なら必要な時に必要なだけ利用可能従来のクラスタ構成は固定必要に応じて必要な台数でクラスタを構成 Elastic Data Center M ジョブが無ければ無駄発生 Corporate Data Center

35 AWS なら必要な時に必要なだけ利用可能従来のクラスタ構成は固定 Elastic Data Center M ジョブが無ければ無駄発生 Corporate Data Center 処理が終了するとインスタンスを終了課金停止

36 ツールでお手軽にクラスタ構成も可能マスターノード計算ノードコマンド発行 $ starcluster start s 16 NFS 共有ストレージ Placement Group ジョブ管理

37 HPC on AWS 事例

39 HGST 様の設計シミュレーション事例ドライブヘッド設計のための高スケールシミュレーション : 数百万もの並列パラメータスタディ従来 1 か月にも及ぶシミュレーションを 8 時間で完了ピーク時に 70,000 以上のコア 700TFlops を超えるピーク性能 AWS スポットインスタンスを活用掛かったコストは約 $5600

本田技研工業様のシミュレーション事例 http://www.slideshare.

40 本田技研工業様のシミュレーション事例

41 Walt Disney Animation Studios オンプレミスで運用しているレンダリングシステムの一部として AWS のリソースを使用 Spot インスタンスの利用により合計 40000core のリソースを $0.47/node で利用

42 この後のセッションでも多数のソリューション事例紹介

43 ナイトイベントで技術交流も

44 かつてグリッドコンピューティングで思い描いた理想のシミュレーション環境を今一度 AWSで

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PowerPoint Presentation TE-08 実用フェーズに入った HPC クラウドの実力松尾康博 ( matsuoy@amazon.co.jp ) アマゾンデータサービスジャパンソリューションアーキテクト 014 Amazon.com, Inc. and its affiliates. All rights reserved. May not be copied, modified, or distributed in whole