雲端 HPC：加速您的探索

雲端式 HPC 與 Intel：

  • Intel 在雲端服務供應商（CSP）層級提供最佳化的硬體及軟體功能，協助確保您支出的成本獲得絕佳效能。

  • Intel 與 AWS、Google Cloud、Microsoft Azure 和 Oracle 密切合作，將最新技術整合至其 HPC 雲端方案中。

  • 開發人員在內部使用的工具，諸如 Intel® C++ 編譯器、Intel® MPI Library 與 Intel® Cluster Checker 等，皆可於雲端使用，因此能幫助需要在雲端和內部之間移動的客戶。

  • Intel® HPC 平台規格（Intel® HPC Platform Specification）適用於 AWS ParallelCluster 等應用程式和雲端服務，可協助客戶在搭載 Intel 技術的雲端基礎架構上獲得最佳效能。

Intel® 技術為目前及未來的應用程式提供領先業界的平台創新。企業可結合內部與雲端的基礎架構與服務，加速 HPC 和人工智慧工作負載。

在雲端執行 HPC 工作負載

HPC 雲端運算在效能等級和可用性上已有極長的發展。需要執行 HPC 工作負載的組織可利用雲端服務，達成其複雜且充滿挑戰的運算及儲存密集型需求。雲端 HPC 也能改善取得成果所需時間，因此研究人員可將時間花在研究本身，而非等待作業佇列。許多支援內部 HPC 部署的 Intel® 技術也能在雲端 HPC 中找到。Intel 與雲端服務供應商緊密合作，使用關鍵工具套件與硬體式安全與加速功能，將 Intel® 架構上的 HPC 工作負載最佳化。

雲端 HPC 架構考量

在雲端，客戶是按時數付費，會依據取得成果所需時間來編列預算的優先順序。架構扮演關鍵角色，能促進效能，在時限內完成 HPC 工作負載的運算，從而對客戶營收有所貢獻。Intel 帶頭與雲端服務供應商合作，部署對於 HPC 雲端執行個體等影響最大的高效能架構。其主要框架和技術如下：

  • Intel® Xeon® 可擴充處理器 為 HPC 雲端伺服器的心臟，能為最運算密集型的工作負載提供效能及記憶體容量。Intel® Xeon® 可擴充處理器平台也支援下列幾項關鍵技術，這些技術皆能實現包括人工智慧融合等特定 HPC 使用案例。第 3 代 Intel® Xeon® 可擴充處理器即將部署於各大雲端服務供應商的 HPC 雲端方案，將帶來更大的記憶體頻寬1 且每週期指令（instructions per clock）比上一代處理器更高 2 Intel® Xeon® 可擴充處理器上的 Intel® Speed Select Technology 支援以單一伺服器進行多重配置，能因應多元工作負載的需求。這些增強功能有助客戶獲得更佳的性價比，並加速取得成果。
  • 數款精選 Intel® Xeon® 可擴充處理器上的 Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) 是執行及協助保護雲端 HPC 工作負載的極理想功能。許多安全技術著重保護休止中的資料，然而 Intel® SGX 則有助在資料進行處理中的關鍵時刻加以保護。在多租戶的 HPC 雲端環境中，Intel® SGX 也能利用記憶體指定位址空間來隔離加密金鑰和傳輸中資料，協助保護容器和虛擬機器。
  • Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) 是一組處理器指令，可提升向量密集型的運算工作負載效能。Intel® AVX-512 尤其適合大量資料集的向量/矩陣作業，是 Intel® Xeon® 可擴充處理器的差異化競爭款。研究人員和資料科學家可使用 Intel® AVX-512 協助提升 AI/DL 工作負載、DNA 排序、模擬、金融分析和 3D 建模的效能。
  • Intel® Xeon® 可擴充處理器所配備的 Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) 功能包含全新的向量神經網路指令集 (VNNI)，可延伸 AVX-512 的功能。VNNI 也有助降低人工智慧推斷所需卷積作業的數量及複雜度，使 HPC 雲端系統的電力和記憶體需求更低。3 Intel® DL Boost 可加速卷積神經網路迴路，並增加 HPC 雲端執行個體的人工智慧作業，將效能提升 3.4 倍。3
  • Intel® oneAPI 是統一的程式設計模型，專為異質 HPC 基礎結構所設計。此模型包含 Intel® Distribution for Python 和 Intel® MKL 等主要效能程式庫，這些程式庫能協助最佳化及加速 Intel 架構上的 HPC 工作負載。Intel® MPI 是許多雲端服務供應商市場中可找到的差異化方案，讓開發人員能輕鬆在多個叢集中部署複雜的應用程式、將程式碼最佳化以提升效能，並利用自動微調來達到低延遲和高頻寬。客戶和雲端服務供應商使用這些框架，可協助確保其 HPC 投資發揮最大效果。
  • Intel® HPC 平台規格 是一組最低需求，針對 HPC 基礎架構的運算、記憶體、儲存、架構及其相容的應用程式。此規格確保 HPC 雲端服務供應商的方案能滿足客戶 HPC 工作負載的高品質標準，足供客戶和企業仰賴。

搭載 Intel® 技術的 HPC 雲端服務供應商

Intel 與頂尖 HPC 雲端服務供應商緊密合作，包括 AWS、Google Cloud Platform、Microsoft Azure 和 Oracle。每家雲端服務供應商提供各自的雲端執行個體，其堅實基礎皆為 Intel® Xeon® 可擴充處理器，這些處理器已為 Intel® MPI 最佳化，並內建 Intel® DL Boost。此外，每家雲端服務供應商皆有各自的 Intel® 及第三方解決方案服務商場，協助企業在搭載 Intel® 技術的 HPC 執行個體上迅速起步。

搭載 Intel® 技術的雲端服務，上線流程化繁為簡

當企業考慮採用 Intel® 技術支援的雲端服務供應商時，要挑選對的 HPC 雲端方案或許是複雜的苦差事。所幸有許多第三方雲端服務整合的合作夥伴，可協助企業挑選最適合的方案，並簡化上線流程。這些合作夥伴通常是較小型的組織，協助設定工作負載、啟用非標準功能、以豐富 UI 儀表板提供獨特洞察，甚至是找到與內部使用模式一致的方式來複製工作負載的處理。此類型技術合作夥伴的主要範例包括 RONIN、Six Nines 和 OnScale。雲端 HPC 有大量且形形色色的服務方案可選，但選擇太多亦可能是雙面刃，讓挑選對的解決方案更添難度。合作夥伴能予以協助，提供指引、專業知識和專業化服務。

引領雲端 HPC 的道路

許多 IT 決策者的確瞭解 Intel 能在內部 HPC 架構設計上扮演提供專業知識的角色，然而 Intel 同樣能在雲端 HPC 領域擔任可靠的顧問。任何尋找進入點的組織都能從 Intel 出發，從其雲端服務供應商和技術合作夥伴的全球生態系統獲益。

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法律與免責聲明

Intel 透過參與、贊助及／或為各種效能評定小組（包括由 Principled Technologies 管理的 BenchmarkXPRT 開發社群）提供技術支援，致力開發效能評定。

Intel 並不控制或審核第三方的資料。您應該參考其他來源以評估準確性。

產品與效能資訊

1 比較第 3 代 Intel® Xeon® 可擴充處理器的八通道與第 2 代 Intel® Xeon® 可擴充處理器的六通道，前者記憶體頻寬較大。
2 在現有 SPEC CPU2017（估計數） 整數率二進位檔上的每週期指令增加。
3〈當今的頂級雲端服務皆搭載 Intel 技術〉，intel.com，2020 年 9 月。
4〈運算引擎解碼：選擇適合的虛擬機器系列及種類〉，Google Cloud Blog，2020年。
5〈Oracle 新一代 HPC 雲端將採用 10 奈米 Intel® Xeon® 可擴充處理器〉，Intel 新聞室，2020 年 9 月。