Gran proceso en la industria manufacturera

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La informática de alto rendimiento (HPC) se usa en la industria manufacturera para ejecutar cargas de trabajo a gran escala, también conocidas como aplicaciones de proceso de gran tamaño. HPC puede ayudar a los fabricantes en cada fase de procesos de desarrollo de productos y cadenas de suministro. Por ejemplo, puede usar HPC para ejecutar simulaciones de diseño avanzadas y también para automatizar procesos y predecir problemas de mantenimiento.

Las cargas de trabajo de proceso grande implican tareas que requieren muchos núcleos para procesar. Estas cargas de trabajo pueden incluir modelado de riesgos financieros, análisis de estrés de ingeniería y otras tareas de proceso intensivo. Las cargas de trabajo de proceso grande tienen las siguientes características:

  • La carga de trabajo se puede dividir en tareas discretas que se pueden ejecutar simultáneamente en muchos núcleos.
  • Cada tarea toma la entrada, la procesa y genera la salida. Toda la aplicación se ejecuta durante un período de tiempo finito.
  • La aplicación no necesita ejecutarse constantemente, pero debe ser capaz de manipular errores y bloqueos de nodo.
  • Las tareas pueden ser independientes o estrechamente acopladas, lo que requiere tecnologías de red de alta velocidad, como InfiniBand y conectividad de acceso directo a memoria remota (RDMA).

Puede usar tamaños de máquina virtual (VM) intensivos de proceso, como H16r, H16mr y A9. Su selección depende de la carga de trabajo.

Azure ofrece una variedad de instancias de máquina virtual optimizadas para cargas de trabajo con uso intensivo de CPU y GPU. También es la única plataforma en la nube que ofrece hardware habilitado para InfiniBand. InfiniBand proporciona una ventaja significativa de rendimiento para la simulación de depósitos y ejecuciones de cargas de trabajo sísmicas. Esta ventaja da como resultado el rendimiento que se aproxima o supera el rendimiento actual de la infraestructura local.

Las máquinas virtuales de Azure ofrecen varias opciones, conocidas como tamaños de máquina virtual, para la informática optimizada para HPC y GPU. Es importante seleccionar un tamaño de máquina virtual adecuado para la carga de trabajo. Para encontrar el tamaño que mejor se ajuste, consulte Tamaños de máquinas virtuales en Azure. Consulte también la herramienta selector en Selector de máquinas virtuales.

Tenga en cuenta que no todos los productos de Azure están disponibles en todas las regiones. Para ver lo que está disponible en su área, consulte Productos disponibles por región.

Para conocer los procedimientos recomendados para elegir opciones de proceso de Azure, consulte el Blog de proceso de Azure o el contenido del Servicio de proceso de Azure.

Azure ofrece máquinas virtuales basadas en CPU y habilitadas para GPU. Las máquinas virtuales de la serie N cuentan con GPU NVIDIA diseñadas para aplicaciones de proceso intensivo o de uso intensivo de gráficos, como la inteligencia artificial, el aprendizaje y la visualización.

Las SKU de HPC están diseñadas para escenarios de alto rendimiento. Pero otras SKU, como la serie E y F, también son adecuadas para determinadas cargas de trabajo. Para ayudar a garantizar un rendimiento óptimo, evalúe cuidadosamente los requisitos de la carga de trabajo y elija un tamaño de máquina virtual adecuado.

Consideraciones de diseño

Al diseñar la infraestructura de HPC, hay varias herramientas y servicios disponibles para ayudarle a administrar y programar las cargas de trabajo.

Azure CycleCloud es una herramienta para crear, administrar, operar y optimizar HPC y clústeres de proceso grandes en Azure. Con Azure CycleCloud, los usuarios pueden configurar dinámicamente clústeres de Azure de HPC y organizar datos y trabajos para flujos de trabajo híbridos y en la nube. Azure CycleCloud proporciona la manera más sencilla de administrar cargas de trabajo de HPC en Azure que implica el uso de un administrador de cargas de trabajo. Azure CycleCloud admite administradores de cargas de trabajo como Grid Engine, Microsoft HPC Pack, HTCondor, LSF, PBS Pro, SLURM y Symphony.

Ejemplo de diseño de arquitectura de fabricación

En la arquitectura siguiente se proporciona un ejemplo del uso de máquinas virtuales en HPC en fabricación.

Diagrama de arquitectura que muestra una carga de trabajo de HPC de fabricación que usa máquinas virtuales de la serie HC y Azure CycleCloud.

Esta arquitectura usa recursos compartidos de Azure Files y cuentas de Azure Storage que están conectadas a una subred de Azure Private Link.

La arquitectura usa Azure CycleCloud su propia subred. Las máquinas virtuales de la serie HC se usan en una organización de nodos de clúster.

Las máquinas virtuales de la serie HC están optimizadas para aplicaciones HPC controladas por un cálculo intensivo. Entre los ejemplos se incluyen el análisis de elementos finitos implícitos, la simulación de depósitos y las aplicaciones de química computacional. Las máquinas virtuales HC cuentan con 44 núcleos de procesador Intel Xeon Platinum 8168, 8 GB de RAM por núcleo de CPU, sin hyperthreading y hasta cuatro discos administrados. La plataforma Intel Xeon Platinum admite el amplio ecosistema de herramientas y características de software de Intel y una velocidad de reloj de todos los núcleos de 3,4 GHz para la mayoría de las cargas de trabajo.

Para obtener arquitecturas de referencia y libros para implementar aplicaciones de proveedor de software independiente (ISV) de HPC que admiten casos de uso de fabricación, consulte los siguientes recursos:

Pasos siguientes

En los artículos siguientes se proporciona una guía para varias fases del proceso de adopción de la nube. Estos recursos pueden ayudarle a adoptar correctamente los entornos de HPC de fabricación para la nube.