谁说公有云服务跑不动HPCAWS持续提供多种解决方案重新在公有云环境组建适合高效能运算的IT基础架构

李宗翰摄影

【美国拉斯维加斯现场报导】原本是学术领域较常用到的高效能运算（HPC）技术，如今随着大数据分析与人工智慧的走红，开始日益受到重视，但过往我们可能必须在设有超级电脑的特定环境，才能发展相关的应用，然而，随着运算技术的进步，如今我们可以透过串连多台x86伺服器，搭配GPU加速卡，也能支援高效能运算的各种应用。

然而，如果要在伺服器虚拟化平台、云端服务的环境，执行高效能运算，至今似乎仍相当少见，因为大家总会担心在这样的虚拟、多租户共享的架构下，运算和I/O效能都会有折损，如何还能支撑高效能运算的使用场景。

不过，现在有公有云业者想要打破这个刻板印象，希望吸引更多有这方面需求的用户，也能积极考虑採用公有云环境。举例来说，今年AWS在年度全球用户大会re:Invent的第一天，AWS全球基础设施与客户支援副总裁Peter DeSantis就以此为题，讲述他们现在其实已经能够负荷这样的应用情境。

为何现在AWS提供的IT基础架构，已做到能让一般用户向其租用超级电脑等级环境的需求？Peter DeSantis列出了他们重新发明超级电脑架构的历程。

首先，是建立了高速、低延迟、大容量的资料中心网路。经过6年的发展，AWS目前提供的执行个体（虚拟机器或裸机的租用服务），有了相当大的进步，不只是虚拟CPU的颗数增加了1倍多，尤其是网路规格就成长了10倍（10Gb vs. 100Gb），在整体网路负载的能力上，更是差距20倍以上（460 Tbps vs.10,600 Tbps）。

第二，将所有虚拟化作业都卸载到AWS发展的晶片与硬体技术。这里所指的硬体技术，主要是AWS与2015年併购的Annapurna Labs研发的Nitro Controller架构，在这样的系统之下，EC2所有虚拟化功能都是执行在Nitro Controller，网路流量虽然转为虚拟化，但延迟度、变化性、成本均可降到最低。目前而言，EC2的C5和C5n都是基于这个技术而成的执行个体。

第三，AWS发展出硬体最佳化、核心旁路的网路堆叠（Kernel Bypass Network Stack）。他们在2018年的re:Invent大会宣布推出的网路介面Elastic Fabric Adapter（EFA），就是一个例子。相较于原本只用TCP来进行Incast的传送，改用EFA来处理，可缩短传送较快者与传送较慢者之间的传输时间差距。

第四，整合常用的程式库与应用程式。以EFA而言，不只是Amazon Linux支援，也有其他软体或应用程式介面支援，像是Ubuntu、Red Hat、SUSE、OpenFOAM、LS-DYNA、Open MPI。

最后，要有很好的使用案例。Peter DeSantisu也举出几个企业应用实例，主要是销售风扇的Big Ass Fans公司，以及与AWS合作的F1赛车。