分享方式：

製造業中的巨量計算

  • 文章

高效能運算 （HPC） 用於製造業，以執行大規模工作負載，也稱為大型計算應用程式。 HPC 可協助製造商在產品開發流程和供應鏈的每個階段。 例如，您可以使用 HPC 來執行進階設計模擬，並自動化程式並預測維護問題。

大型計算工作負載牽涉到需要許多核心來處理的工作。 這些工作負載可能包括財務風險模型化、工程壓力分析，以及其他需要大量計算的工作。 大型計算工作負載具有下列特性：

  • 工作負載可以分成離散工作，這些工作可以同時跨許多核心執行。
  • 每個工作都會接受輸入、處理併產生輸出。 整個應用程式執行的時間有限。
  • 應用程式不需要持續執行，但必須能夠處理節點失敗和當機。
  • 工作可以獨立或緊密結合，需要高速網路技術，例如 InfiniBand 和遠端直接記憶體存取 （RDMA） 連線。

您可以使用計算密集型虛擬機 （VM） 大小，例如 H16r、H16mr 和 A9。 您的選擇取決於您的工作負載。

Azure 提供一系列針對 CPU 密集和 GPU 密集型工作負載優化的 VM 實例。 這也是唯一提供已啟用 InfiniBand 硬體的雲端平臺。 InfiniBand 為水庫模擬和地震工作負載執行提供了顯著的效能優勢。 這項優點會導致接近或超過目前內部部署基礎結構效能的效能。

Azure VM 提供各種選項，稱為 VM 大小，適用於 HPC 和 GPU 優化的運算。 請務必選取適合您工作負載的 VM 大小。 若要尋找最適合的大小，請參閱 Azure 中虛擬機的大小。 另請參閱虛擬機選取器中的 選取器工具。

請記住，並非所有的 Azure 產品都可在所有區域中使用。 若要查看您區域中可用的專案，請參閱 依區域提供的產品。

如需選擇 Azure 計算選項的最佳做法，請參閱 Azure 計算部落格 或 Azure 計算服務 內容。

Azure 同時提供 CPU 型和已啟用 GPU 的 VM。 N 系列 VM 具有 NVIDIA GPU，專為計算密集型或圖形密集型應用程式所設計，例如 AI、學習和視覺效果。

HPC SKU 是專為高效能案例所設計。 但 E 和 F 系列等其他 SKU 也適用於特定工作負載。 為了協助確保最佳效能，請仔細評估您的工作負載需求，然後選擇適當的 VM 大小。

設計考量

當您設計 HPC 基礎結構時，有數個工具和服務可協助您管理和排程工作負載。

Azure CycleCloud 是一種工具，可用來在 Azure 中建立、管理、操作和優化 HPC 和大型計算叢集。 透過 Azure CycleCloud，使用者可以動態設定 HPC Azure 叢集，並協調混合式和雲端工作流程的數據和作業。 Azure CycleCloud 提供最簡單的方式來管理 Azure 中涉及使用工作負載管理員的 HPC 工作負載。 Azure CycleCloud 支援工作負載管理員，例如 Grid Engine、Microsoft HPC Pack、HTCondor、LSF、PBS Pro、SLURM 和 Symphony。

製造架構設計範例

下列架構提供在製造中使用 HPC 中的 VM 的範例。

此架構圖顯示使用 Azure CycleCloud 和 HC 系列 VM 的製造 HPC 工作負載。

此架構會使用聯機至 Azure Private Link 子網的 Azure 檔案儲存體 共用和 Azure 儲存體 帳戶。

此架構會使用 Azure CycleCloud 自己的子網。 HC 系列 VM 用於叢集節點的排列中。

HC 系列 VM 已針對由大量計算驅動的 HPC 應用程式進行優化。 範例包括隱含有限元素分析、水庫模擬和計算化學應用程式。 HC VM 具有 44 個 Intel Xeon Platinum 8168 處理器核心、每個 CPU 核心 8 GB 的 RAM、無超線程，以及最多四個受控磁碟。 Intel Xeon Platinum 平臺支援 Intel 豐富的軟體工具和功能生態系統，以及大部分工作負載的全核心時鐘速度 3.4 GHz。

如需部署支持製造使用案例的 HPC 獨立軟體廠商 （ISV） 應用程式的參考架構和手冊，請參閱下列資源：

下一步

下列文章提供雲端採用程式各階段的指引。 這些資源可協助您成功採用雲端的製造 HPC 環境。