Share via

Duże obliczenia w branży produkcyjnej

  • Artykuł

Obliczenia o wysokiej wydajności (HPC) są używane w branży produkcyjnej do uruchamiania obciążeń na dużą skalę, nazywanych również dużymi aplikacjami obliczeniowymi. HPC może pomóc producentom na każdym etapie procesów rozwoju produktów i łańcuchów dostaw. Na przykład można użyć obliczeń HPC do uruchamiania zaawansowanych symulacji projektowych, a także do automatyzowania procesów i przewidywania problemów z konserwacją.

Duże obciążenia obliczeniowe obejmują zadania wymagające przetwarzania wielu rdzeni. Te obciążenia mogą obejmować modelowanie ryzyka finansowego, analizę obciążenia inżynieryjnego i inne zadania intensywnie korzystające z obliczeń. Duże obciążenia obliczeniowe mają następujące cechy:

  • Obciążenie można podzielić na odrębne zadania, które można uruchamiać jednocześnie w wielu rdzeniach.
  • Każde zadanie przyjmuje dane wejściowe, przetwarza je i generuje dane wyjściowe. Cała aplikacja działa przez skończony czas.
  • Aplikacja nie musi działać stale, ale musi mieć możliwość obsługi awarii węzłów i awarii.
  • Zadania mogą być niezależne lub ściśle powiązane, wymagając szybkich technologii sieciowych, takich jak InfiniBand i zdalny bezpośredni dostęp do pamięci (RDMA).

Można użyć rozmiarów maszyn wirtualnych intensywnie korzystających z obliczeń, takich jak H16r, H16mr i A9. Wybór zależy od obciążenia.

Platforma Azure oferuje szereg wystąpień maszyn wirtualnych zoptymalizowanych pod kątem obciążeń intensywnie korzystających z procesora CPU i procesora GPU. Jest to również jedyna platforma w chmurze, która oferuje sprzęt z obsługą rozwiązania InfiniBand. Rozwiązanie InfiniBand zapewnia znaczącą zaletę wydajności dla przebiegów symulacji zbiorników i obciążeń sejsmicznych. Ta zaleta skutkuje wydajnością, która zbliża się lub przekracza bieżącą wydajność infrastruktury lokalnej.

Maszyny wirtualne platformy Azure oferują różne opcje, znane jako rozmiary maszyn wirtualnych, na potrzeby obliczeń zoptymalizowanych pod kątem obliczeń HPC i gpu. Ważne jest, aby wybrać rozmiar maszyny wirtualnej odpowiedni dla obciążenia. Aby znaleźć najlepszy rozmiar, zobacz Rozmiary maszyn wirtualnych na platformie Azure. Zobacz również narzędzie selektora w selektorze Maszyny wirtualne.

Pamiętaj, że nie wszystkie produkty platformy Azure są dostępne we wszystkich regionach. Aby zobaczyć, co jest dostępne w Twoim obszarze, zobacz Dostępność produktów według regionów.

Aby uzyskać najlepsze rozwiązania dotyczące wybierania opcji obliczeniowych platformy Azure, zobacz blog dotyczący obliczeń platformy Azure lub zawartość usługi obliczeniowej platformy Azure.

Platforma Azure oferuje zarówno maszyny wirtualne z procesorem CPU, jak i z obsługą procesora GPU. Maszyny wirtualne serii N zawierają procesory GPU NVIDIA zaprojektowane z myślą o aplikacjach intensywnie korzystających z obliczeń lub intensywnie korzystających z grafiki, takich jak sztuczna inteligencja, uczenie i wizualizacja.

Jednostki SKU HPC są przeznaczone dla scenariuszy o wysokiej wydajności. Jednak inne jednostki SKU, takie jak seria E i F, są również odpowiednie dla niektórych obciążeń. Aby zapewnić optymalną wydajność, dokładnie oceń wymagania dotyczące obciążenia i wybierz odpowiedni rozmiar maszyny wirtualnej.

Uwagi dotyczące projektowania

Podczas projektowania infrastruktury HPC dostępnych jest kilka narzędzi i usług, które ułatwiają zarządzanie obciążeniami i planowanie ich.

Azure CycleCloud to narzędzie do tworzenia, zarządzania, obsługi i optymalizowania klastrów HPC i dużych obliczeń na platformie Azure. Dzięki usłudze Azure CycleCloud użytkownicy mogą dynamicznie konfigurować klastry platformy Azure HPC i organizować dane i zadania dla przepływów pracy hybrydowych i w chmurze. Usługa Azure CycleCloud zapewnia najprostszy sposób zarządzania obciążeniami HPC na platformie Azure, które obejmują korzystanie z menedżera obciążeń. Usługa Azure CycleCloud obsługuje menedżerów obciążeń, takich jak Grid Engine, Microsoft HPC Pack, HTCondor, LSF, PBS Pro, SLURM i Symphony.

Przykład projektowania architektury produkcyjnej

Poniższa architektura zawiera przykład użycia maszyn wirtualnych w usłudze HPC w produkcji.

Diagram architektury przedstawiający produkcyjne obciążenie HPC korzystające z maszyn wirtualnych serii Azure CycleCloud i HC.

Ta architektura korzysta z udziałów usługi Azure Files i kont usługi Azure Storage połączonych z podsiecią usługi Azure Private Link.

Architektura korzysta z własnej podsieci usługi Azure CycleCloud. Maszyny wirtualne serii HC są używane w układzie węzłów klastra.

Maszyny wirtualne serii HC są zoptymalizowane pod kątem aplikacji HPC opartych na intensywnych obliczeniach. Przykłady obejmują niejawną analizę elementów skończonych, symulację zbiorników i aplikacje chemii obliczeniowej. Maszyny wirtualne HC zawierają 44 rdzenie procesora Intel Xeon Platinum 8168, 8 GB pamięci RAM na rdzeń procesora CPU, bez hiperwątku i maksymalnie cztery dyski zarządzane. Platforma Intel Xeon Platinum obsługuje bogaty ekosystem narzędzi i funkcji oprogramowania firmy Intel oraz szybkość zegara wszystkich rdzeni 3,4 GHz dla większości obciążeń.

Aby zapoznać się z architekturami referencyjnymi i podręcznikami do wdrażania aplikacji niezależnego dostawcy oprogramowania HPC (ISV), które obsługują przypadki użycia produkcyjnego, zobacz następujące zasoby:

Następne kroki

Poniższe artykuły zawierają wskazówki dotyczące różnych etapów procesu wdrażania chmury. Te zasoby mogą pomóc w pomyślnym wdrożeniu produkcyjnych środowisk HPC dla chmury.