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Equipado com até oito Area-Programmable Gate Arrays (FPGAs) AMD, processadores AMD EPYC (Milão) com até 192 núcleos, memória de alta largura de banda (HBM), até 8 TiB de armazenamento de instância baseado em SSD e até 2 TiB de memória, as novas instâncias F2 estão disponíveis em dois tamanhos e estão prontas para acelerar suas cargas de trabalho de genômica, processamento multimídia, huge information, comunicação through satélite, rede, simulação de silício e vídeo ao vivo.
Uma rápida recapitulação do FPGA
Veja como expliquei o modelo FPGA quando visualizado a primeira geração de FPGA Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) instâncias
Uma das rotas mais interessantes para uma solução personalizada baseada em {hardware} é conhecida como Area Programmable Gate Array, ou FPGA. Em contraste com um chip desenvolvido especificamente, projetado com uma única função em mente e depois conectado para implementá-la, um FPGA é mais flexível. Ele pode ser programado em campo, após ter sido conectado a um soquete em uma placa de circuito impresso. Cada FPGA inclui um número fixo e finito de portas lógicas simples. Programar um FPGA é “simplesmente” uma questão de conectá-los para criar as funções lógicas desejadas (AND, OR, XOR e assim por diante) ou elementos de armazenamento (flip-flops e registradores de deslocamento). Ao contrário de uma CPU que é essencialmente serial (com alguns elementos paralelos) e possui instruções e caminhos de dados de tamanho fixo (normalmente 32 ou 64 bits), o FPGA pode ser programado para executar muitas operações em paralelo, e as próprias operações podem ser de quase qualquer largura, grande ou pequena.
Desde esse lançamento, os clientes da AWS usaram instâncias F1 para hospedar muitos tipos diferentes de aplicativos e serviços. Com um FPGA mais recente, mais poder de processamento e mais largura de banda de memória, as novas instâncias F2 são um host ainda melhor para cargas de trabalho altamente paralelizáveis e com uso intensivo de computação.
Cada um dos AMD Virtex UltraScale+ Os FPGAs HBM VU47P possuem 2,85 milhões de células lógicas de sistema e 9.024 fatias DSP (até 28 TOPS de desempenho de computação DSP ao processar valores INT8). A placa aceleradora FPGA associada a cada instância F2 fornece 16 GiB de memória de alta largura de banda e 64 GiB de memória DDR4 por FPGA.
Dentro do F2
As instâncias F2 são alimentadas pela 3ª geração AMD EPYC (Milão) processadores. Em comparação com as instâncias F1, elas oferecem até três vezes mais núcleos de processador, até duas vezes mais memória de sistema e armazenamento NVMe e até quatro vezes mais largura de banda de rede. Cada FPGA vem com 16 GiB de memória de alta largura de banda (HBM) com largura de banda de até 460 GiB/s. Aqui estão os tamanhos e especificações das instâncias:
| Nome da instância | vCPUs | FPGAs | Memória FPGA HBM/DDR4 | Memória de instância | Armazenamento NVMe | Largura de banda EBS | Largura de banda da rede |
| f2.12xgrande | 48 | 2 | 32GB/ 128 GB | 512GB | 1.900 GB (2x 950 GiB) | 15Gbps | 25Gbps |
| f2.48xgrande | 192 | 8 | 128 GiB/ 512 GB | 2.048GB | 7.600GB (8x 950 GiB) | 60Gbps | 100 Gbps |
O sofisticado f2.48xgrande instância suporta o Interface Digital da Nuvem AWS (CDI) para transportar de forma confiável vídeo ao vivo não compactado entre aplicativos, com latência entre instâncias de até 8 milissegundos.
Construindo aplicativos FPGA
O Equipment de desenvolvimento AWS EC2 FPGA contém as ferramentas que você usará para desenvolver, simular, depurar, compilar e executar seus aplicativos FPGA acelerados por {hardware}. Você pode lançar o equipment AMI do desenvolvedor FPGA em uma instância com otimização de memória ou computação para desenvolvimento e simulação e, em seguida, use uma instância F2 para depuração e teste finais.
As ferramentas incluídas no equipment do desenvolvedor oferecem suporte a uma variedade de paradigmas de desenvolvimento, ferramentas, linguagens aceleradoras e opções de depuração. Independentemente da sua escolha, você criará uma imagem Amazon FPGA (AFI) que contém sua lógica de aceleração personalizada e o Shell AWS que implementa acesso à memória FPGA, barramento PCIe, interrupções e periféricos externos. Você pode implantar AFIs em quantas instâncias F2 desejar, compartilhar com outras contas da AWS ou publicar no AWS Market.
Se você já criou um aplicativo que é executado em instâncias F1, precisará atualizar seu ambiente de desenvolvimento para usar as ferramentas AMD mais recentes e, em seguida, recompilar e validar antes de atualizar para instâncias F2.
Instâncias FPGA em ação
Aqui estão alguns exemplos interessantes de como as instâncias F1 e F2 podem suportar cargas de trabalho exclusivas e altamente exigentes:
Genômica – A empresa multinacional farmacêutica e de biotecnologia AstraZeneca usou milhares de instâncias F1 para construir o pipeline de genômica mais rápido do mundo, capaz de processar mais de 400 mil amostras de genoma completo em menos de dois meses. Eles vão adotar Illumina DRAGEN para que a F2 obtenha melhor desempenho a um custo menor, ao mesmo tempo que acelera a descoberta, o diagnóstico e o tratamento de doenças.
Comunicação through satélite – As operadoras de satélite estão migrando de uma infraestrutura física inflexível e cara (moduladores, demoduladores, combinadores, divisores e assim por diante) para soluções ágeis, definidas por software program e alimentadas por FPGA. Usando os elementos do processador de sinal digital (DSP) no FPGA, essas soluções podem ser reconfiguradas em campo para suportar novas formas de onda e atender aos requisitos em constante mudança. Os principais recursos do F2, como suporte para até 8 FPGAs por instância, quantidades generosas de largura de banda de rede e suporte para Equipment de desenvolvimento de plano de dados (DPDK) usando Ethernet Digital pode ser usado para suportar o processamento de múltiplas formas de onda complexas em paralelo.
Análise – NeuroBladeA unidade de processamento SQL (SPU) da SQL se integra ao Presto, Apache Spark e outros mecanismos de consulta de código aberto, proporcionando processamento de consulta mais rápido e eficiência de taxa de transferência de consulta líder de mercado quando executada em instâncias F2.
Coisas para saber
Aqui estão algumas coisas finais que você deve saber sobre as instâncias F2:
Regiões – As instâncias F2 estão disponíveis hoje nas regiões da AWS Leste dos EUA (Norte da Virgínia) e Europa (Londres), com planos para estender a disponibilidade a regiões adicionais ao longo do tempo.
Sistemas Operacionais – As instâncias F2 são somente Linux.
Opções de compra – Instâncias F2 estão disponíveis em Sob demanda, Ver, Plano de Poupança, Instância dedicadae Anfitrião Dedicado forma.
– Jeff;