الخدمات الهندسية بمساعدة الكمبيوتر على Azure
توفير نظام أساسي للبرامج كخدمة (SaaS) للهندسة بمساعدة الكمبيوتر (CAE) على Azure.
لم يعد هذا المتصفح مدعومًا.
بادر بالترقية إلى Microsoft Edge للاستفادة من أحدث الميزات والتحديثات الأمنية والدعم الفني.
تستخدم الحوسبة عالية الأداء (HPC)، والتي تسمى أيضاً "الحوسبة الكبيرة"، عدداً كبيراً من أجهزة الكمبيوتر القائمة على وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات GPU لحل المهام الرياضية المعقدة.
تستخدم العديد من الصناعات HPC لحل بعض أصعب مشاكلها. وهذه تشمل أحمال عمل مثل:
أحد الاختلافات الأساسية بين نظام HPC المحلي والآخر في السحابة هو القدرة على إضافة الموارد وإزالتها ديناميكياً عند الحاجة. يزيل التوسع الديناميكي سعة الحوسبة باعتبارها عنق الزجاجة ويسمح للعملاء بدلاً من ذلك بتحديد الحجم المناسب لبنيتهم التحتية لتلبية متطلبات وظائفهم.
توفر المقالات التالية مزيداً من التفاصيل بشأن إمكانية القياس الديناميكي هذه.
بينما تتطلع إلى تنفيذ حل HPC الخاص بك على Azure، تأكد من مراجعة الموضوعات التالية:
هناك العديد من مكونات البنية الأساسية الضرورية لبناء نظام HPC. توفر الحوسبة والتخزين والشبكات المكونات الأساسية، بغض النظر عن الطريقة التي تختارها لإدارة أحمال عمل HPC الخاصة بك.
هناك العديد من الطرق المختلفة لتصميم بنية HPC وتنفيذها على Azure. يمكن أن تتسع تطبيقات HPC لتشمل الآلاف من مراكز الحوسبة، أو توسع المجموعات المحلية، أو تعمل كحل 100% سحابي أصلي.
توضح السيناريوهات التالية بعض الطرق الشائعة التي يتم بها إنشاء حلول HPC.
توفير نظام أساسي للبرامج كخدمة (SaaS) للهندسة بمساعدة الكمبيوتر (CAE) على Azure.
قم بتشغيل أحمال عمل HPC الأصلية في Azure باستخدام خدمة Azure Batch
يقدم Azure مجموعة من الأحجام التي تم تحسينها لكل من أحمال العمل المكثفة لوحدة المعالجة المركزية وGPU.
تتميز أجهزة VM من السلسلة N بوحدات معالجة الرسومات NVIDIA المصممة للتطبيقات كثيفة الحوسبة أو الرسوميات، بما في ذلك التعلم والذكاء الاصطناعي (AI).
تتطلب أحمال عمل الدُفعات الكبيرة الحجم وHPC متطلبات تخزين البيانات والوصول إليها والتي تتجاوز إمكانيات أنظمة الملفات السحابية التقليدية. هناك العديد من الحلول التي تدير كلاً من السرعة واحتياجات السعة لتطبيقات HPC على Azure:
لمزيد من المعلومات بشأن مقارنة Luster وGlusterFS وBeeGFS على Azure، راجع الكتاب الإلكتروني أنظمة الملفات المتوازية على Azure ومدونة Luster on Azure.
يمكن توصيل أجهزة H16r وH16mr وA8 وA9 VM بشبكة RDMA ذات معدل نقل عالية. يمكن لهذه الشبكة تحسين أداء التطبيقات المتوازية المقترنة بإحكام التي تعمل ضمن Microsoft Message Passing Interface المعروفة باسم MPI أو Intel MPI.
يوفر بناء نظام HPC من البداية على Azure قدراً كبيراً من المرونة، ولكنه غالباً ما يتطلب صيانة مكثفة للغاية.
إذا كان لديك نظام HPC محلي موجود بالفعل وتريد توصيله بـ Azure، فهناك العديد من الموارد لمساعدتك على البدء.
أولاً، راجع مقالة خيارات توصيل شبكة محلية بـ Azure في الوثائق. من هناك، يمكنك العثور على معلومات إضافية حول خيارات الاتصال هذه:
توضح هذه البنية المرجعية كيفية توسيع شبكة محلية إلى Azure، باستخدام شبكة خاصة ظاهرية (VPN) من موقع إلى موقع.
تستخدم اتصالات ExpressRoute اتصالاً خاصاً ومخصصاً من خلال موفر اتصال تابع لجهة خارجية. يمتد الاتصال الخاص بالشبكة المحلية إلى Azure.
قم بتنفيذ بنية شبكة من موقع إلى موقع متوفرة بدرجة عالية وآمنة تمتد عبر Azure Virtual Network وشبكة محلية متصلة باستخدام ExpressRoute مع تجاوز فشل بوابة VPN.
بمجرد إنشاء اتصال الشبكة بشكل آمن، يمكنك البدء في استخدام موارد الحوسبة السحابية عند الطلب مع إمكانات الاندفاع الخاصة بـ مدير حمل العملالحالي لديك.
يتوفر العديد من مديري أحمال العمل في Azure Marketplace.
Azure Batch هي خدمة نظام أساسي لتشغيل تطبيقات الحوسبة عالية الأداء المتوازية واسعة النطاق بكفاءة في السحابة. يقوم Azure Batch بجدولة عمل حسابي مكثف ليتم تشغيله على مجموعة مُدارة من الأجهزة الظاهرية، ويمكنه تلقائياً توسيع نطاق موارد الحوسبة لتلبية احتياجات وظائفك.
يمكن لموفري SaaS أو المطورين استخدام Batch SDKs والأدوات لدمج تطبيقات HPC أو أحمال عمل الحاوية مع Azure، وترتيب البيانات إلى Azure، وبناء مسارات تنفيذ المهام.
في Azure Batch، يتم تشغيل جميع الخدمات على السحابة، توضح الصورة أدناه كيف تبدو البنية مع Azure Batch، مع وجود تكوينات قابلية التوسع وجدول الوظائف قيد التشغيل في السحابة بينما يمكن إرسال النتائج والتقارير إلى البيئة المحلية الخاصة بك.
يوفر Azure CycleCloud أبسط طريقة لإدارة أحمال عمل HPC باستخدام أي برنامج جدولة (مثل Slurm أو Grid Engine أو HPC Pack أو HTCondor أو LSF أو PBS Pro أو Symphony)، على Azure
يتيح لك CycleCloud:
في هذا الرسم التخطيطي للمثال المختلط، يمكننا أن نرى بوضوح كيفية توزيع هذه الخدمات بين السحابة والبيئة المحلية. إتاحة الفرصة لتشغيل الوظائف في كل من أحمال العمل.
يوضح الرسم التخطيطي لنموذج السحابة الأصلي أدناه كيف سيتعامل حمل العمل في السحابة مع الحفاظ على الاتصال بالبيئة المحلية.
ميزة | Azure Batch | Azure CycleCloud |
---|---|---|
Scheduler | واجهات برمجة التطبيقات الدفعية والأدوات والبرامج النصية سطر الأوامر في مدخل Microsoft Azure (Cloud Native). | استخدم مجدولات HPC القياسية مثل Slurm وPBS Pro وLSF و Grid Engine وHTCondor، أو قم بتوسيع المكونات الإضافية للتحجيم التلقائي CycleCloud للعمل مع المجدول الخاص بك. |
حساب الموارد | البرنامج كعقد خدمة - النظام الأساسي كخدمة | النظام الأساسي كبرنامج خدمة - النظام الأساسي كخدمة |
أدوات المراقبة | Azure Monitor | Azure Monitor، Grafana |
التخصيص | تجمعات الصور المخصصة، وصور الجهات الخارجية، والوصول إلى واجهة برمجة التطبيقات الدفعية. | استخدم واجهة برمجة تطبيقات RESTful الشاملة لتخصيص الوظائف وتوسيعها، ونشر المجدول الخاص بك، والدعم في مديري أحمال العمل الحاليين |
التكامل | Synapse Pipelines وAzure Data Factory وAzure CLI | CLI المضمن لنظامي التشغيل Windows وLinux |
نوع المستخدم | المطورون | مسؤولو HPC الكلاسيكيون والمستخدمون |
نوع العمل | الدفعة، مهام سير العمل | مقترن بإحكام (واجهة تمرير الرسائل/MPI). |
دعم Windows | نعم | يختلف، اعتمادا على اختيار المجدول |
فيما يلي أمثلة لمديري المجموعات وأحمال العمل التي يمكن تشغيلها في البنية الأساسية لـ Azure. أنشئ أنظمة مجموعات مستقلة في Azure VMs أو اندفاعات إلى Azure VMs من مجموعة محلية.
يمكن أيضاً استخدام الحاويات لإدارة بعض أحمال عمل HPC. تسهل خدمات مثل Azure Kubernetes Service (AKS) توزيع مجموعة Kubernetes مُدارة في Azure.
يمكن إدارة تكلفة HPC على Azure بعدة طرق مختلفة. تأكد من مراجعة خيارات شراء Azure للعثور على الطريقة الأفضل لمؤسستك.
للحصول على نظرة عامة بشأن أفضل ممارسات الأمان على Azure، راجع وثائق أمان Azure.
بالإضافة إلى تكوينات الشبكة المتوفرة في قسم Cloud Bursting ، يمكنك تنفيذ تكوين مركز/محور لعزل موارد الحوسبة الخاصة بك:
لوحة الوصل هي شبكة ظاهرية في Azure تعمل كنقطة مركزية للاتصال بالشبكة المحلية. المتحدث هو VNets التي تتناسب مع المحور، ويمكن استخدامها لعزل أحمال العمل.
تعتمد هذه البنية المرجعية على بنية مرجعية محورية لتضمين الخدمات المشتركة في المحور التي يمكن أن تستهلكها جميع المتحدثين.
قم بتشغيل تطبيقات HPC المخصصة أو التجارية في Azure. تم قياس العديد من الأمثلة في هذا القسم لقياسها بكفاءة باستخدام أجهزة ظاهرية إضافية أو نوى حسابية. تفضل بزيارة Azure Marketplace للحصول على حلول جاهزة للتوزيع.
إشعار
تحقق مع بائع أي تطبيق تجاري للترخيص أو قيود أخرى للتشغيل في السحابة. لا يقدم جميع البائعين ترخيص الدفع أولاً بأول. قد تحتاج إلى خادم ترخيص في السحابة من أجل الحل الخاص بك، أو الاتصال بخادم ترخيص محلي.
قم بتشغيل الأجهزة الظاهرية التي تعمل بوحدة معالجة الرسومات في Azure في نفس المنطقة مثل إخراج HPC لأدنى زمن انتقال ووصول وتصور عن بعد من خلال Azure Virtual Desktop.
هناك العديد من العملاء الذين حققوا نجاحاً كبيراً باستخدام Azure لأحمال عمل HPC الخاصة بهم. يمكنك العثور على عدد قليل من دراسات الحالة للعملاء أدناه:
للاطلاع على الإعلانات الأخيرة، راجع الموارد التالية:
ستوفر لك هذه البرامج التعليمية تفاصيل حول تشغيل التطبيقات على Microsoft Batch: