Termín velký objem výpočtů popisuje rozsáhlé úlohy, které vyžadují velký počet jader, často ve stovkách nebo tisících. Scénáře zahrnují kromě jiných vykreslování obrázků, dynamiku kapalin, modelování finančních rizik, průzkum těžby ropy, návrh léků a analýzu zátěže v inženýrství.
Zde jsou některé typické vlastnosti aplikací velkého objemu výpočtů:
- Práci je možné rozdělit na samostatné úlohy, které lze spustit současně na mnoha jádrech.
- Každá úloha je konečná. Přijímá nějaký vstup, provádí nějaké zpracování a vytváří výstup. Celá aplikace běží v omezeném množství času (od minut po dny). Obvyklý vzorec vypadá tak, že je najednou zřízeno velké množství jader a jejich počet postupně klesá až k nule při dokončení aplikace.
- Aplikace nemusí zůstat aktivní nepřetržitě. Systém ale musí umět zpracovat selhání uzlu nebo chyby aplikace.
- U některých aplikací jsou úlohy nezávislé a můžou běžet paralelně. V jiných případech jsou úlohy úzce svázány, což znamená, že musí spolupracovat nebo si vyměňovat průběžné výsledky. V takovém případě zvažte použití vysokorychlostních síťových technologií, jako je například InfiniBand a přímý přístup do paměti vzdáleného počítače (RDMA).
- V závislosti na velikosti pracovní zátěže můžete použít velikosti virtuálních počítačů pro náročné výpočty (H16r, H16mr a A9).
Kdy použít tuto architekturu
- Operace náročné na výpočty, například simulace nebo numerické zpracování.
- Simulace, které jsou náročné na výpočty a musí se rozdělit mezi procesory ve více počítačích (desítky až tisíce).
- Simulace, které vyžadují příliš mnoho paměti pro jeden počítač a musí se rozdělit mezi několik počítačů.
- Dlouhodobé výpočtů, u kterých by dokončení na jednom počítači trvalo příliš dlouho.
- Menší výpočty, které se musí spustit stokrát nebo tisíckrát, jako jsou například simulace typu Monte Carlo.
Zaměstnanecké výhody
- Vysoký výkon s komplikovaně paralelním zpracováním.
- Můžete plně využívat stovky nebo tisíce jader počítače k rychlejšímu řešení velkých problémů.
- Přístup ke speciálnímu vysoce výkonnému hardwaru s vyhrazenou vysokorychlostní sítí InfiniBand.
- Podle potřeby můžete zřizovat virtuální počítače a pak je zase likvidovat.
Výzvy
- Správa infrastruktury virtuálních počítačů.
- Správa objemu řady crunching
- Včasné zřizování tisíců jader.
- V případě úzce svázaných úloh může přidání více jader vést ke snížení výkonu. Při hledání optimálního počtu jader může být potřeba experimentovat.
Velký objem výpočtů pomocí Azure Batch
Azure Batch je spravovaná služba pro spouštění rozsáhlých aplikací vysoce výkonného výpočetního prostředí (HPC).
Pomocí služby Azure Batch nakonfigurujete fond virtuálních počítačů a nahrajete aplikace a datové soubory. Potom služba Batch zřizuje virtuální počítače, přiřazuje jim úlohy, spouští úlohy a sleduje jejich průběh. Batch může automaticky škálovat virtuální počítače na více instancí v reakci na zatížení. Batch také poskytuje plánování úloh.
Velký objem výpočtů běžící na virtuálních počítačích
Ke správě clusteru virtuálních počítačů a plánování a monitorování úloh HPC můžete použít Microsoft HPC Pack. S tímto přístupem musíte zřizovat a spravovat virtuální počítače a síťovou infrastrukturu. Tento přístup zvažte, pokud máte existující úlohy v prostředí HPC a chcete některé nebo všechny přesunout do Azure. Celý cluster PROSTŘEDÍ HPC můžete přesunout do Azure, nebo můžete cluster PROSTŘEDÍ HPC ponechat místně, ale použít Azure pro nárazovou kapacitu. Další informace najdete v tématu Řešení pro Batch a prostředí HPC pro rozsáhlé výpočetní úlohy.
HPC Pack nasazený do Azure
V tomto scénáři je cluster prostředí HPC vytvořený zcela v rámci Azure.
Hlavní uzel poskytuje clusteru služby správy a plánování úloh. V případě úzce svázaných úloh použijte síť RDMA, která poskytuje komunikaci mezi virtuálními počítači s velkou šířkou pásma a nízkou latencí. Další informace najdete v tématu Nasazení clusteru HPC Pack 2016 v Azure.
Rozšíření clusteru prostředí HPC do služby Azure
V tomto scénáři organizaci spouští HPC Pack místně a používá virtuální počítače Azure k rozšíření kapacity. Hlavní uzel clusteru je místní. ExpressRoute nebo VPN Gateway připojí místní síť s virtuální sítí Azure.
