Istanze F1 di Amazon EC2

A differenza dei sistemi locali, l’esecuzione di HPC (High Performance Computing) su istanze F1 di Amazon EC2 offre una capacità praticamente illimitata di scalare l’infrastruttura fornendo flessibilità di cambiare le risorse facilmente e con la frequenza richiesta dal carico di lavoro. È possibile configurare le risorse per soddisfare le esigenze della propria applicazione e avviare quante istanze FPGA sono necessarie in pochi minuti e con un costo addebitato che corrisponde all’uso effettivo.

Le istanze F1 di Amazon EC2 forniscono un’accelerazione fino a 100 volte superiore in confronto ala CPU utilizzata per un set diverso di applicazioni a calcolo. I clienti hanno così l’opportunità di scoprire, testare e distribuire acceleratori personalizzati direttamente da AWS Marketplace per accelerare le proprie pipeline di calcolo con estrema facilità. Non c’è bisogno di saper programmare FPGA, poiché i prodotti che si basano su istanze F1 e sviluppati dai partner tecnologici F1 sono distribuiti in pacchetti esattamente come qualsiasi altro software su istanze EC2.

Gli sviluppatori possono accelerare il proprio sviluppo FPGA con strumenti avanzati basati sul cloud e flussi che permettono loro di concentrarsi sul valore aggiunto della logica di accelerazione. Gli sviluppatori possono fare esperienza pratica con i tutorial online autodidattici e imparare da molti esempi di GitHub. Per facilitare il processo di debug, AWS ha sviluppato strumenti virtuali di debug dell’hardware come JTAG virtuale, che fornisce un ambiente di sviluppo familiare permettendo a più sviluppatori di fare progressi senza dipendere da risorse locali limitate.

Le istanze F1 di Amazon EC2 sono ideali per elaborare enormi quantità di dati di genomica, fornire risultati in tempi più veloci, con la massima precisione e a basso costo per genoma. Le FPGA possono fornire un'accelerazione fino a 30 volte superiore dei calcoli per il sequenziamento di prossima generazione (NGS) rispetto alle più recenti istanze basate su CPU su AWS.

Le istanze F1 di Amazon EC2 consentono di elaborare pacchetti di rete in modo efficace alla tariffa della linea utilizzando la funzionalità ethernet virtuale. Questa funzionalità permette di utilizzare le FPGA per applicazioni relative alla sicurezza, ad esempio per ispezioni approfondite sui pacchetti, per sistemi di bilanciamento del carico ad alte prestazioni o per altre applicazioni di rete che richiedono un'elaborazione dei pacchetti in tempo reale.

Le applicazioni di transcodifica video per le trasmissioni in diretta che utilizzano istanze F1 forniscono prestazioni migliori rispetto alle applicazioni che utilizzano istanze per il calcolo. Le istanze F1 sono una soluzione ideale per soddisfare i requisiti di queste applicazioni, riducendo i costi di calcolo senza compromettere la qualità.

Volume, varietà e velocità dell’analisi di dati e requisiti di ricerca in molte applicazioni per Big Data sono aumentati al punto che ai clienti occorre l’accelerazione hardware per stare al passo. In questi casi, è possibile sfruttare le prestazioni ottimizzate delle istanze F1 per soddisfare i requisiti di analisi e ricerca nei Big Data.

Le organizzazioni finanziarie possono utilizzare istanze F1 per ottenere risultati più veloci su modelli e analisi dei rischi, analisi delle transazioni ai fini della sicurezza, oltre ad altri carichi di lavoro.

Le FPGA sono dispositivi hardware riprogrammabili che possono implementare qualsiasi tipo di funzione logica. Questo rende le FPGA simili al silicio personalizzato (ovvero i circuiti integrati specifici di un’applicazione, anche detti ASIC), che permettono agli sviluppatori di creare processori e acceleratori personalizzati che forniscono calcolo ottimizzato su misura per accelerare un flusso di lavoro specifico. Questo permette un’accelerazione significativa in casi specifici rispetto a soluzioni di calcolo a funzione fissa come CPU e GPU.

Per iniziare a usare le istanze F1, gli sviluppatori devono creare un account AWS e scaricare il Development Kit (HDK) delle FPGA di AWS. Il kit è disponibile su GitHub e include tutta la documentazione sulle F1, le interfacce per le FPGA interne e gli script compilatori per generare immagini FPGA di Amazon (AFI). Le FPGA di AWS supportano diversi ambienti di sviluppo per servire sviluppatori hardware e software. L’HDK fornisce sviluppo hardware completamente personalizzato, l’ambiente definito dal software permette lo sviluppo di accelerazioni tramite codice C/C++/OpenCL senza il bisogno di conoscenze nell’hardware. Ciò permette lo sviluppo più veloce di FPGA per le istanze F1 di EC2.

L'FPGA Developer AMI include Xilinx Vivado senza costi aggiuntivi e un ambiente di sviluppo di strumenti predefinito, con script e strumenti per la simulazione della progettazione FPGA, della compilazione di codice e della registrazione dell’AFI. La AMI di sviluppo FPGA anche include strumenti per il debug e la compilazione di codice. Inoltre, può essere distribuita in un’istanza Amazon EC2 per eseguire rapidamente il provisioning delle risorse necessarie per scrivere e testare la progettazione FPGA.