Amazon EC2 F1-Instances

Anders als interne Systeme bietet High-Performance-Computing auf Amazon EC2 F1-Instances nicht nur praktisch unbegrenzte Kapazität zum Skalieren Ihrer Infrastruktur, sondern auch die entsprechende Flexibilität, um Ressourcen problemlos und so oft zu ändern, wie Ihr Workload dies erfordert. Sie können Ihre Ressourcen so konfigurieren, dass sie den Anforderungen Ihrer Anwendung entsprechen, so viele FPGA-Instances wie nötig in wenigen Minuten starten und nur für das bezahlen, was Sie verwenden.

Amazon EC2 F1-Instances bieten eine bis zu 100-fache Beschleunigung im Vergleich zu CPUs für eine Vielzahl von rechenintensiven Anwendungen. Kunden können benutzerdefinierte Beschleuniger direkt aus dem AWS Marketplace heraus entdecken, testen und einsetzen, um ihre Compute-Pipelines mit Leichtigkeit zu beschleunigen. Es ist nicht notwendig, zu wissen, wie man FPGAs programmiert, da F1-basierte Produkte, die von F1-Technologiepartnern entwickelt wurden, wie jede andere EC2-Instance-Software verpackt werden.

Entwickler können ihre FPGA-Entwicklung mit fortschrittlichen Cloud-basierten Tools und Abläufen beschleunigen, die es ihnen ermöglichen, sich auf ihre wertschöpfende Beschleunigungslogik zu konzentrieren. Entwickler können praktische Erfahrungen mit Online-Tutorials im Selbststudium sammeln und von vielen GitHub-Beispielen lernen. Um den Debugging-Prozess zu erleichtern, hat AWS virtuelle Hardware-Debugging-Tools wie das virtuelle JTAG entwickelt, die eine vertraute Entwicklungsumgebung bieten, die es mehreren Entwicklern ermöglicht, Fortschritte zu machen, ohne auf begrenzte interne Ressourcen angewiesen zu sein.

Die F1-Instances von Amazon EC2 sind die ideale Option, um riesige Mengen an Genomdaten zu verarbeiten, die schnellste Zeit bis zu Ergebnissen mit höchster Genauigkeit und niedrigen Kosten pro Genom zu liefern. FPGAs können eine bis zu 30-fache Next-Generation-Sequencing (NGS)-Rechenbeschleunigung im Vergleich zu den neuesten CPU-basierten Instances auf AWS bieten.

Die F1-Instances von Amazon EC2 F1 bieten die Möglichkeit, Netzwerkpakete effizient mit Leitungsgeschwindigkeit zu berechnen, indem sie die virtuelle Ethernet-Funktion nutzen. Mit dieser Fähigkeit können eingeschaltete FPGAs für Sicherheitsanwendungen wie Deep Packet Inspection oder Hochleistungs-Load-Balancer oder andere Netzwerkanwendungen, die Echtzeit-Paketverarbeitung erfordern, verwendet werden.

Anwendungen für die Transkodierung von Live-Übertragungen von Video mit F1-Instances bieten eine höhere Leistung als Anwendungen, die Compute-Instances verwenden. F1-Instances sind eine ideale Lösung, um die Anforderungen dieser Anwendungen zu erfüllen und die Kosten für die Berechnung ohne Qualitätseinbußen zu senken.

Das Volumen, die Vielfältigkeit und die Geschwindigkeit der Datenanalyse sowie die Suchanforderungen bei vielen Big-Data-Anwendungen sind mittlerweile so stark angestiegen, dass Kunden nach einer Hardwarebeschleunigung suchen, um mit diesen Anforderungen Schritt zu halten. Bei diesen Anwendungen können Kunden von der höheren Leistung von F1-Instances profitieren, um ihren Anforderungen hinsichtlich der Analyse von Big Data und bei der Suche nachzukommen.

Finanzorganisationen können F1-Instances verwenden, um schnellere Ergebnisse bei der Risikomodellierung und -analyse, der Transaktionsanalyse für die Sicherheit sowie bei anderen Workloads zu erhalten.

FPGAs sind reprogrammierbare Hardwaregeräte, die jede Logikfunktion implementieren können. Dadurch ähneln FPGAs benutzerdefiniertem Silizium (auch bekannt als Application-Specific Integrated Circuits oder ASICs) und ermöglichen es Entwicklern, benutzerdefinierte Prozessoren/Beschleuniger zu erstellen, die eine optimierte Datenverarbeitung bieten, die auf die Beschleunigung eines bestimmten Workloads zugeschnitten ist. Dies ermöglicht in Einzelfällen eine deutliche Beschleunigung gegenüber fest installierten Rechenlösungen wie CPUs und GPUs.

Entwickler können mit F1-Instances beginnen, indem sie ein AWS-Konto erstellen und das AWS-FPGA-Entwicklungs-Kit herunterladen. Das Kit ist auf GitHub verfügbar und enthält alle Dokumentationen über F1, interne FPGA-Schnittstellen und Compiler-Skripte zur Erzeugung von Amazon FPGA Images (AFIs). AWS-FPGAs unterstützen mehrere Entwicklungsumgebungen, um sowohl Hardware- als auch Softwareentwickler zu unterstützen. Das HDK bietet eine vollständig benutzerdefinierte Hardwareentwicklung, und die softwaredefinierte Umgebung ermöglicht die Entwicklung von Beschleunigungen mit C/C++/OpenCL-Code ohne Hardwarekenntnisse. Dies ermöglicht eine schnelle FPGA-Entwicklung für die EC2 F1-Instances.

Der FPGA Developer AMI beinhaltet Xilinx Vivado ohne zusätzliche Softwarekosten sowie eine vorgefertigte Tool-Entwicklungsumgebung mit Skripten und Tools zur Simulation Ihres FPGA-Designs und zur Erstellung und Registrierung Ihres AFI. Der FPGA Developer AMI enthält also Tools zum Debuggen und Kompilieren von Code. Sie können das FPGA-Entwickler-AMI auf einer Amazon EC2-Instance bereitstellen sowie schnell die Ressourcen, die zum Schreiben und Testen des FPGA-Designs erforderlich sind, bereitstellen.