在不久前結束的2022亞馬遜云科技中國峰會上,亞馬遜云科技大中華區戰略業務發展部總經理顧凡發表主題演講,為我們深入闡述下一代云基礎架構。顧凡表示,亞馬遜云科技一直在探索云基礎架構如何充分釋放 Every Application 的力量,以滿足客戶當下及未來的應用需求。顧凡指出,HPC 高性能運算被運用在很多行業去解決最難的問題,而亞馬遜云科技云上部署 HPC 可以解決本地數據中心資源有限、大量的采購及測試新硬件時間導致硬件技術無法保持更新,研究算法后需要調整算法去遷就過時的硬件架構等問題,具有便捷、彈性和成本靈活等優勢。技術分論壇中,亞馬遜云科技大中華區高性能計算產品總監耿煜和四川集思數源信息技術有限公司副總經理陳竹,分別介紹了亞馬遜云科技在 HPC 產業的思考和實踐,以及在 “HPC+” 時代,亞馬遜云科技如何與高精尖技術行業的發展齊頭并進,幫助他們加速創新。
HPC 拓展全新領域,更加豐富應用場景
耿煜首先指出,本地高性能計算基礎設施已經限制了工程師、科學家和研究人員及時獲得結果和洞察。他引用 Hyperion Research 的市場調研數據:2022年底將有18.8%的 HPC 在云端運行,而這個數據在2021年只有12.3%。
耿煜判斷這在未來幾年還將成為加速增長的態勢,因為云可以賦予 HPC 豐富的“彈性”和更多、更廣的選擇能力,包括資源的擴展性、敏捷性等,還可以大幅降低運維的復雜度,以及使計價模式更加靈活。
隨后,耿煜列舉了十余種典型場景,包括天氣及氣候預測、計算機輔助工程、計算流體力學、金融量化交易等,這些需要高性能計算的場景已經從傳統方式拓展到全新領域。而一些新興產業,如量子計算、元宇宙等,也在高性能計算的支持下得以加速落地。可見 HPC 所適用的應用領域已經無處不在,探究其背后的原因,離不開亞馬遜云科技作為整個云行業的領先企業,提供了豐富且實用的解決方案作為支撐。
Nitro基礎架構,打造最佳 HPC 云平臺
耿煜表示,亞馬遜云科技云上 HPC 屢獲大獎的原因包括基礎架構的核心 Nitro,從2013年至今近十年時間,Nitro 已經演進到了第五代,作為獨立專業硬件系統,Nitro 深植在每一套物理機里面控制網絡、存儲,以及其他系統,結合其他VPC的環境、管理、安全的控制,以及監控的系統、虛擬化層,最終將計算力交付給客戶。
Nitro 不僅能夠將最新的硬件技術充分發揮,其網絡能力還能實現非常低的延時和高度穩定性,并且優化了成本。Nitro 作為模塊化系統可以獨立發展,這樣靈活的結構和緊密的配合方式可以滿足所有硬件的需要,兩者將相輔相成,使能力得到進一步提升。
底部的基礎層涵蓋算力資源、高速網絡和存儲,構成整個體系的基石。亞馬遜云科技500+不同類型的服務器組合滿足各類復雜場景需求,提供100G以上帶寬吞吐、支持MPI的EFA網卡使網絡不再是高性能計算的瓶頸,支撐高性能計算且在云端實現多級的文件存儲策略,進一步幫助客戶提升資源利用效率。
HPC+ 催生場景化創新
以前定義 HPC 工作負載的方法,通常是根據高性能計算任務是松耦合型還是緊耦合型,更看重網絡帶寬和延遲需求,同時會從 HPC 任務涉及的數據規模來考量。
但隨著硬件技術的創新,以及人工智能的迅猛發展,亞馬遜云科技發現越來越多的 HPC 任務和AI、ML、DL相結合。這就要求為客戶提供相對應的方案,也由此催生出 HPC+ 的概念——從更廣泛的維度,包括加速計算、機器學習、深度學習等多方面去設計服務和構建方案。
伴隨 HPC 的重量級伙伴逐漸增多,圍繞 HPC+ 的場景化創新正紛至沓來,亞馬遜云科技在其間扮演著舉足輕重的角色。耿煜例舉了影視特效渲染、輔助創新藥物和疫苗研發、自動駕駛和流體仿真等場景的成功案例。
助力影視特效行業轉型,是 HPC+ 展示身手的新舞臺。亞馬遜云科技從2020年開始為 Weta Digital 《阿凡達2》的視效渲染提供了大規模渲染集群、云上工作室方案、機器學習堆棧等服務支撐,顯著提升制作效率與渲染效果。這部巨作不日將與公眾見面。
輔助創新藥物和疫苗研發,也是 HPC+ 擅長的領域。靶點的選擇和確認、化合物的發現與優化、臨床研究、真實世界分析等都離不開各方的協同發力。亞馬遜云科技和藥明康德在用藥機理上合作,借助圖神經網絡技術將建模時間縮短5倍;與晶泰科技在分析發現上也取得突破,不僅計算出最穩定的晶體結構,而且得到其全景圖,為后續藥物研發筑牢根基。
此外,在自動駕駛、流體仿真等場景,HPC+ 同樣顯現出不可或缺的作用,在海量數據存儲與分析、從仿真結果中提取復雜關系等方面成果顯著。據了解,亞馬遜云科技已為國內外主流商用車、乘用車廠商提供與自動駕駛相關的服務支撐,在F1賽車、帆船競技等流體仿真應用前沿亦屢有斬獲。
HPC+ML 云上業務加速新能源創新
隨后,四川集思數源信息技術有限公司(以下簡稱“集思數源”)副總經理陳竹登臺介紹了與亞馬遜云科技 HPC+ 緊密協作,對原有線下部署的光伏電站設計方案進行 SaaS 化改造遷移上云,化解光伏電站設計中的痛點難題的過程。
“集思數源”作為光伏電站設計的參與者之一。它的核心業務之一是新能源與電力領域的信息化產品研發及應用,目前主要圍繞新能源全生命周期數字化解決方案,幫助央企、國企新能源公司、頭部電力設計院、新能源上市企業、智慧綜合能源公司及交通建筑工業用能企業,開發推廣數字化、智能化業務平臺產品,滿足“雙碳”需求。
集思數源選擇了亞馬遜云科技,并成為亞馬遜云科技的行業ISV合作伙伴,共同打造面向新能源與光伏領域的云上創新方案。集思數源于2021年9月開始正式基于亞馬遜云平臺和超算服務構建的光伏電站規劃設計SaaS化應用方案,并在3周內完成了設計平臺的遷移和適配,并快速投入到實際項目應用中,獲得了諸多成效。
亞馬遜云科技提供的Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)實例基于與英特爾十多年的工程合作關系所構建,能夠良好地契合光伏電站設計中的多樣化需求。配合使用 Amazon Batch 服務、Amazon Elastic Container Registry(Amazon ECR),能夠實現地形仿真數據的高效處理,簡化SaaS工作負載的部署過程。
由亞馬遜云科技提供的彈性可擴展計算能力,讓集思數源可以更好地應對復雜地形場景的評估,發電量評估準確性提高3%,電纜使用量減少20KM。多方案選優讓項目成本評估準確性提高15%,總體成本降低3%。在項目實踐中,光伏電站裝機容量從18MW提高到20MW,相當于平均每年節約標準煤626噸,減少二氧化碳排放1738噸。
來源:羅超頻道
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小何
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