Velké výpočetní prostředky ve výrobním odvětví

  • Článek

Vysokovýkonné výpočetní prostředí (HPC) se používá ve výrobním odvětví ke spouštění rozsáhlých úloh, označovaných také jako aplikace pro velké výpočetní prostředky. HPC může výrobcům pomoct v každé fázi procesů vývoje produktů a dodavatelských řetězců. Pomocí prostředí HPC můžete například spouštět pokročilé simulace návrhu a také automatizovat procesy a předpovídat problémy s údržbou.

Úlohy s velkými výpočetními prostředky zahrnují úlohy, které vyžadují zpracování mnoha jader. Tyto úlohy můžou zahrnovat modelování finančních rizik, analýzu technického zatížení a další úlohy náročné na výpočetní výkon. Úlohy s velkými výpočetními prostředky mají následující charakteristiky:

  • Úlohy je možné rozdělit do samostatných úloh, které se dají spustit současně napříč mnoha jádry.
  • Každý úkol přijímá vstupy, zpracovává je a vytváří výstup. Celá aplikace běží po omezenou dobu.
  • Aplikace nemusí běžet neustále, ale musí být schopná zpracovat selhání a chybové ukončení uzlů.
  • Úlohy můžou být nezávislé nebo úzce propojené a vyžadují vysokorychlostní síťové technologie, jako je InfiniBand a připojení RDMA (Remote Direct Memory Access).

Můžete použít velikosti virtuálních počítačů náročných na výpočetní výkon, jako jsou H16r, H16mr a A9. Výběr závisí na vaší úloze.

Azure nabízí celou řadu instancí virtuálních počítačů, které jsou optimalizované pro úlohy náročné na procesor a gpu. Je to také jediná cloudová platforma, která nabízí hardware s podporou InfiniBand. InfiniBand poskytuje významnou výhodu výkonu při simulaci zásobníku a seismických spuštěních úloh. Výsledkem této výhody je výkon, který se blíží nebo překračuje aktuální výkon místní infrastruktury.

Virtuální počítače Azure nabízejí různé možnosti, označované jako velikosti virtuálních počítačů, pro výpočty optimalizované pro HPC a GPU. Je důležité vybrat velikost virtuálního počítače, která je vhodná pro vaši úlohu. Pokud chcete najít nejvhodnější velikost, přečtěte si téma Velikosti virtuálních počítačů v Azure. Podívejte se také na nástroj pro selektor selektor virtuálních počítačů.

Mějte na paměti, že ne všechny produkty Azure jsou dostupné ve všech oblastech. Informace o tom, co je ve vaší oblasti dostupné, najdete v tématu Produkty dostupné v jednotlivých oblastech.

Osvědčené postupy pro výběr možností výpočetních prostředků Azure najdete na blogu o výpočetních prostředcích Azure nebo obsahu výpočetní služby Azure.

Azure nabízí virtuální počítače s podporou procesoru i GPU. Virtuální počítače řady N-series jsou vybaveny grafickými procesory NVIDIA, které jsou navržené pro aplikace náročné na výpočetní výkon nebo náročné na grafiku, jako je AI, učení a vizualizace.

Skladové položky HPC jsou navržené pro vysoce výkonné scénáře. Jiné skladové položky, jako je řada E a F, jsou ale také vhodné pro určité úlohy. Abyste zajistili optimální výkon, pečlivě vyhodnoťte požadavky na úlohy a zvolte odpovídající velikost virtuálního počítače.

Aspekty návrhu

Při návrhu infrastruktury prostředí HPC je k dispozici několik nástrojů a služeb, které vám pomůžou spravovat a plánovat úlohy.

Azure CycleCloud je nástroj pro vytváření, správu, provoz a optimalizaci clusterů HPC a velkých výpočetních prostředků v Azure. Pomocí Azure CycleCloudu můžou uživatelé dynamicky konfigurovat clustery Azure HPC a orchestrovat data a úlohy pro hybridní a cloudové pracovní postupy. Azure CycleCloud nabízí nejjednodušší způsob správy úloh PROSTŘEDÍ HPC v Azure, které zahrnují použití správce úloh. Azure CycleCloud podporuje správce úloh, jako jsou Grid Engine, Microsoft HPC Pack, HTCondor, LSF, PBS Pro, SLURM a Symphony.

Příklad návrhu architektury výroby

Následující architektura poskytuje příklad použití virtuálních počítačů ve výrobě prostředí HPC.

Diagram architektury znázorňující výrobní úlohy PROSTŘEDÍ HPC využívající virtuální počítače řady Azure CycleCloud a HC-series

Tato architektura používá sdílené složky Azure Files a účty Azure Storage, které jsou připojené k podsíti Azure Private Link.

Architektura používá Azure CycleCloud vlastní podsíť. Virtuální počítače řady HC-series se používají v uspořádání uzlů clusteru.

Virtuální počítače řady HC-series jsou optimalizované pro aplikace HPC, které jsou řízené náročnými výpočty. Mezi příklady patří implicitní analýza konečných prvků, simulace nádrží a výpočetní chemické aplikace. Virtuální počítače HC obsahují 44 procesorů Intel Xeon Platinum 8168, 8 GB paměti RAM na jádro procesoru, bez hyperthreadingu a až čtyři spravované disky. Platforma Intel Xeon Platinum podporuje bohatý ekosystém softwarových nástrojů a funkcí Intelu a rychlost všech jader 3,4 GHz pro většinu úloh.

Referenční architektury a kuchařky pro nasazení aplikací nezávislých dodavatelů softwaru (ISV) prostředí HPC, které podporují případy použití výroby, najdete v následujících zdrojích informací:

Další kroky

Následující články obsahují pokyny pro různé fáze procesu přechodu na cloud. Tyto prostředky vám můžou pomoct při zavádění výrobních prostředí PROSTŘEDÍ HPC pro cloud.