Ya disponible: instancias Amazon EC2 con tecnología FPGA de segunda generación (F2) | Servicios web de Amazon

Equipado con hasta ocho matrices de puertas programables en campo (FPGA) AMD, procesadores AMD EPYC (Milán) con hasta 192 núcleos, memoria de alto ancho de banda (HBM), hasta 8 TiB de almacenamiento de instancia basado en SSD y hasta 2 TiB de memoria, las nuevas instancias F2 están disponibles en dos tamaños y están listas para acelerar sus cargas de trabajo de genómica, procesamiento multimedia, big data, comunicación satelital, redes, simulación de silicio y video en vivo.

Un resumen rápido de FPGA
Así es como expliqué el modelo FPGA cuando vimos una vista previa de la primera generación de instancias de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) impulsadas por FPGA.

Una de las rutas más interesantes hacia una solución personalizada basada en hardware se conoce como matriz de puertas programables en campo o FPGA. A diferencia de un chip especialmente diseñado con una única función en mente y luego cableado para implementarla, un FPGA es más flexible. Se puede programar en el campo, después de haber sido enchufado a un zócalo en una placa de PC. Cada FPGA incluye un número fijo y finito de puertas lógicas simples. Programar una FPGA es “simplemente” una cuestión de conectarlos para crear las funciones lógicas deseadas (Y, O, XOR, etc.) o elementos de almacenamiento (flip-flops y registros de desplazamiento). A diferencia de una CPU que es esencialmente serial (con algunos elementos paralelos) y tiene instrucciones y rutas de datos de tamaño fijo (generalmente de 32 o 64 bits), la FPGA se puede programar para realizar muchas operaciones en paralelo, y las operaciones en sí pueden ser de gran utilidad. casi cualquier ancho, grande o pequeño.

Desde ese lanzamiento, los clientes de AWS han utilizado instancias F1 para alojar muchos tipos diferentes de aplicaciones y servicios. Con una FPGA más nueva, más potencia de procesamiento y más ancho de banda de memoria, las nuevas instancias F2 son un host aún mejor para cargas de trabajo altamente paralelizables y con uso intensivo de computación.

cada uno de los AMD Virtex UltraScale+ Los FPGA HBM VU47P tienen 2,85 millones de celdas lógicas del sistema y 9024 segmentos DSP (hasta 28 TOPS de rendimiento informático DSP al procesar valores INT8). La tarjeta aceleradora FPGA asociada con cada instancia F2 proporciona 16 GiB de memoria de alto ancho de banda y 64 GiB de memoria DDR4 por FPGA.

Dentro de la F2
Las instancias F2 funcionan con tecnología de 3.ª generación AMD EPYC (Milán) procesadores. En comparación con las instancias F1, ofrecen hasta 3 veces más núcleos de procesador, hasta el doble de memoria del sistema y almacenamiento NVMe y hasta 4 veces más ancho de banda de red. Cada FPGA viene con una memoria de alto ancho de banda (HBM) de 16 GiB con un ancho de banda de hasta 460 GiB/s. Estos son los tamaños y especificaciones de las instancias:

la gama alta f2.48xgrande La instancia admite la interfaz digital en la nube (CDI) de AWS para transportar de manera confiable video en vivo sin comprimir entre aplicaciones, con una latencia de instancia a instancia de tan solo 8 milisegundos.

Creación de aplicaciones FPGA
El Kit de desarrollo FPGA AWS EC2 contiene las herramientas que utilizará para desarrollar, simular, depurar, compilar y ejecutar sus aplicaciones FPGA aceleradas por hardware. Puede iniciar la AMI de desarrollador FPGA del kit en una instancia optimizada para memoria o para computación para desarrollo y simulación, luego usar una instancia F2 para la depuración y prueba finales.

Las herramientas incluidas en el kit de desarrollador admiten una variedad de paradigmas de desarrollo, herramientas, lenguajes aceleradores y opciones de depuración. Independientemente de su elección, en última instancia creará una imagen FPGA de Amazon (AFI) que contiene su lógica de aceleración personalizada y la Carcasa de AWS que implementa el acceso a la memoria FPGA, bus PCIe, interrupciones y periféricos externos. Puede implementar AFI en tantas instancias F2 como desee, compartirlas con otras cuentas de AWS o publicarlas en AWS Marketplace.

Si ya creó una aplicación que se ejecuta en instancias F1, deberá actualizar su entorno de desarrollo para utilizar las herramientas AMD más recientes y luego reconstruirla y validarla antes de actualizar a instancias F2.

Instancias FPGA en acción
A continuación, se muestran algunos ejemplos interesantes de cómo las instancias F1 y F2 pueden admitir cargas de trabajo únicas y altamente exigentes:

Genómica – La empresa multinacional farmacéutica y de biotecnología AstraZeneca utilizó miles de instancias F1 para construir el sistema genómico más rápido del mundo, capaz de procesar más de 400.000 muestras del genoma completo en menos de dos meses. ellos adoptarán Illumina Dragón para que F2 obtenga un mejor rendimiento a un costo menor, al tiempo que acelera el descubrimiento, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades.

Comunicación por satélite – Los operadores de satélites están pasando de una infraestructura física inflexible y costosa (moduladores, demoduladores, combinadores, divisores, etc.) a soluciones ágiles, definidas por software y basadas en FPGA. Utilizando los elementos del procesador de señal digital (DSP) en la FPGA, estas soluciones se pueden reconfigurar en el campo para admitir nuevas formas de onda y cumplir con los requisitos cambiantes. Características clave de F2, como soporte para hasta 8 FPGA por instancia, cantidades generosas de ancho de banda de red y soporte para Kit de desarrollo de planes de datos (DPDK) utilizando Ethernet virtual se puede utilizar para admitir el procesamiento de múltiples formas de onda complejas en paralelo.

Analítica – neurobladeLa Unidad de procesamiento SQL (SPU) de se integra con Presto, Apache Spark y otros motores de consulta de código abierto, lo que ofrece un procesamiento de consultas más rápido y una eficiencia de rendimiento de consultas líder en el mercado cuando se ejecuta en instancias F2.

Cosas que debes saber
Aquí hay un par de cosas finales que debes saber sobre las instancias F2:

Regiones – Las instancias F2 están disponibles hoy en las regiones de AWS de EE. UU. Este (Norte de Virginia) y Europa (Londres), con planes de ampliar la disponibilidad a regiones adicionales con el tiempo.

Sistemas operativos – Las instancias F2 son solo para Linux.

Opciones de compra – Las instancias F2 están disponibles en formato On-Demand, Spot, Savings Plan, Dedicated Instance y Dedicated Host.

— jeff;