Amazon EC2 F2 インスタンスを使用すべき理由
第 2 世代の FPGA 搭載インスタンスである Amazon EC2 F2 インスタンスは、クラウドで再設定可能なハードウェアを開発およびデプロイするために特別に構築されており、第 1 世代の F1 インスタンスよりも最大 60% 優れた料金パフォーマンスを実現します。F2 インスタンスは最大 8 個の AMD Virtex UltraScale+ HBM VU47P FPGA を搭載し、16 GB の高帯域幅メモリを備えた最初の FPGA ベースのインスタンスです。 F1 インスタンスと比較して、3 倍のプロセッサコア (192 vCPU)、4 倍のネットワーク帯域幅 (100 Gbps)、2 倍のシステムメモリ (2 TiB)、2 倍の NVMe SSD (7.6 TiB) を備えた第 3 世代 AMD EPYC (Milan) プロセッサを備えています。F2 インスタンスを使用すると、ゲノミクス、マルチメディア処理、ビッグデータ、ネットワークセキュリティ/アクセラレーション、クラウドベースの動画放送などの FPGA アクセラレーテッドソリューションを強化できます。
F2 インスタンスは簡単にプログラミングでき、ハードウェアアクセラレーションコードの開発、シミュレーション、デバッグ、コンパイルに必要なすべての機能 (FPGA Developer AMI を含む) を備えています。C/C++ および openCL 環境での低レベルのハードウェア開発とソフトウェア開発のための開発環境を提供します (GitHub で入手可能)。FPGA の設計が完了すると、それを Amazon FPGA Image (AFI) として登録でき、数クリックで F2 インスタンスにデプロイできます。AFI は、必要な数の F2 インスタンスで、必要なだけ何度でも再利用できます。AFI は、Xilinx ベースのフローで必要なユーザーごとのライセンスの必要性を排除することで開発プロセスを簡素化します。これにより、FPGA デベロッパー AMI を使用する場合、開発ツールの追加料金やソフトウェア料金なしで、F2 インスタンスで FPGA を好きなだけプログラムできます。
利点
ユースケース
ゲノミクスの研究と分析
F2 インスタンスは、大量のゲノミクスデータを処理し、極めて迅速かつ高い精度で、ゲノムあたりのコストを低く抑えるのに最適です。FPGA は、AWS の最新の CPU ベースのインスタンスと比較して最大 30 倍のパフォーマンスを提供できる、世代シーケンス（NGS）コンピューティングアクセラレーションを備えてます。
ネットワークとセキュリティ
F2 インスタンスは、仮想イーサネット機能を使用してネットワーキングパケットをラインレートで効率的に計算する機能を提供します。この機能により、F2 インスタンス上の FPGA は、ディープパケットインスペクション、高性能ロードバランサー、またはリアルタイムのパケット処理を必要とする他のネットワーキングアプリケーションなどのセキュリティアプリケーションのために使用できます。
マルチメディア処理
F2 インスタンスを使用するライブブロードキャスト動画トランスコーディングアプリケーションは、コンピューティングインスタンスを使用するアプリケーションよりも高いパフォーマンスを実現します。F2 インスタンスは、質に妥協することなくコンピューティングコストを削減しながら、これらのアプリケーションの要件を満たせる理想的なソリューションです。
ビッグデータと検索分析
多くのビッグデータアプリケーションでは、データの分析と検索の要件が量、種類、速度の面で厳しくなり続けているため、それらに対応するためにハードウェアアクセラレーションが必要とされつつあります。これらのアプリケーション向けに、F2 インスタンスの改善されたパフォーマンスを活用して、ビッグデータ分析と検索の要件を満たすことができます。
ASIC エミュレーションとプロトタイピング
F2 インスタンスは、より複雑な ASIC 開発中のエミュレーションやプロトタイピングにも使用できます。
お客様の声
お客様とパートナーが Amazon EC2 F2 インスタンスを使用してビジネス目標を達成した例をいくつかご紹介します。
NeuroBlade は、革新的な SQL 処理ユニット (SPU) により、データ分析の加速をリードしています。この SPU は、Presto や Apache Spark など、さまざまなオープンソースのクエリエンジンとシームレスに統合されます。
「今日の AI が牽引する世界において、データ分析がかつてない速さで成長している一方で、従来の CPU 中心のインスタンスは、爆発的に増加するデータに対応するのが困難になっています。NeuroBlade の SPU は、Amazon EC2 F2 インスタンスで利用可能な FPGA デバイスを活用して、より高速なクエリ処理と業界トップクラスのクエリ処理スループット効率 (QpH/$) を実現する画期的なソリューションを提供します。。新しい Amazon EC2 F2 インスタンスにより、クラウドユーザーはこの最先端のハードウェアアクセラレーションをできるようになります。これにより、データに近接してワークロードを実行し、クラウドネイティブ環境において卓越したパフォーマンスとスケーラビリティを実現できます。」
- NeuroBlade 最高経営責任者兼共同創設者、Elad Sity 氏
Illumina DRAGEN (ゲノミクス用ダイナミックリードアナリシス) 二次分析により、あらゆる規模や分野のラボが、正確で包括的かつ効率的なバイオインフォマティクスツール一式を使用してゲノムデータを最大限に活用できるようになります。長年にわたる戦略的パートナーシップと、FPGA ベースの Amazon EC2 F1 インスタンスへの既存の展開に基づいて、DRAGEN の二次分析パイプラインを Amazon EC2 F2 インスタンスにデプロイし、お客様がハードウェアアクセラレーションによるゲノム分析アルゴリズムの実装を可能にし、計算能力と科学的洞察を大規模に拡大できるようにします。DRAGEN は、Illumina Connected Analytics を通じて、AWS 上にデプロイされたより広範なコネクテッドソフトウェアエコシステムの一部として利用できます。
製品の詳細
| インスタンス名 | FPGA | vCPU | FPGA メモリ HB M/DDR4 | インスタンスメモリ (GiB) | ローカルストレージ (GiB) | ネットワーク帯域幅 (Gbps) | EBS 帯域幅 (Gbps) |
| f2.12xlarge | 2 | 48 | 32 GiB / 128 GiB | 512 | 2x 950 | 25 Gbps | 15 Gbps |
| f2.48xlarge | 8 | 192 | 128 GiB / 512 GiB | 2,048 | 8x 950 | 100 Gbps | 60 Gbps |
F2 インスタンスの開始方法
FPGA 開発キット
デベロッパーは、AWS FPGA 開発キットを使用して F2 インスタンスの使用を開始できます。このキットは GitHub から入手可能であり、F2 に関するすべてのドキュメント、内部 FPGA インターフェイス、Amazon FPGA Image (AFI) を生成するためのコンパイラスクリプトが含まれています。AWS FPGA は、ハードウェア開発者とソフトウェア開発者の両方に役立つように複数の開発環境をサポートしています。HDK は、完全にカスタム化されたハードウェア開発と、ハードウェアに関する知識を必要とせずに C/C++/OpenCL コードを使用して高速化を開発できるソフトウェア定義環境を提供します。これにより、EC2 F2 インスタンスのための高速な FPGA 開発が可能になります。
FPGA デベロッパー AMI
FPGA Developer AMI には、Xilinx Vivado が追加のソフトウェア料金なしで含まれているほか、FPGA の設計をシミュレートし、AFI を構築および登録するためのスクリプトとツールを含む事前パッケージ化済みのツール開発環境が含まれています。FPGA デベロッパー AMI には、コードのデバッグやコンパイルのためのツールも含まれています。FPGA Developer AMI を Amazon EC2 インスタンスにデプロイし、FPGA 設計の作成とテストに必要なリソースをすばやくプロビジョニングできます。