华为公有云高性能计算解决方案
来源:公有云解决方案 | 作者:公有云解决方案 | 发布时间: 2017-11-23 | 5260 次浏览 | 分享到:
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华为公有云高性能计算解决方案
华为云为汽车制造、科学研究、气象预报、仿真实验、生物制药、基因测序、图像处理等提供公有云高性能计算方案 ，缩短部署时间，提高研究速度，灵活规模扩展。
高性能计算解决方案典型应用场景
各类HPC应用对计算、存储、网络资源的需求各有侧重，从应用负载及基础设施资源角度可划分为如下典型的HPC应用场
紧耦合计算场景
华为公有云高性能计算解决方案紧耦合计算场景
高性能运算中计算节点之间有较多消息交互，计算节点间彼此工作的协调、计算的同步以及信息的高速传输会影响最终的运算效率，这类场景的应用通常会使用MPI、内存共享库等方式进行内部节点间通信。典型的场景为汽车碰撞模拟、计算流体动力学、气象预报建模、电磁仿真等。

主要方案：
灵活弹性的高性能云服务器

部署HPC头节点和工作节点，提供H2计算增强型、M2内存优化型的ECS计算实例，该计算实例类型是H系列和M系列针对HPC业务的增强型实例，承载该实例的物理服务器采用Xeon E5 2667 v4 3.2GHz CPU，提供最为强劲的计算能力。H2类型云服务器会挂载本地NVMe PCIe SSD，最大提供3.2T容量、300K IOPS、3000MBps带宽的存储能力。
卓越性能的裸金属服务器

按照专属物理服务器方式提供卓越的计算性能，采用2路18核服务器，无虚拟化损耗，具备最佳的性能优势，用户可通过管理控制台实现裸金属服务器的自动化发放，满足HPC业务按需灵活弹性的需求。该服务正在上线计划中。
Lustre高性能并行文件系统

使用经过优化的专用ECS、EVS规格部署Lustre文件系统，单OSS可提供最大4.5GBps吞吐量，最大提供2Tbps吞吐量，单文件支持最大32PB满足HPC极致的文件系统性能要求。该服务正在上线计划中。
分布式可扩展的块存储服务

基于分布式架构提供的可弹性扩展的块存储服务，每个弹性云服务器可按需挂载云硬盘，为HPC计算节点和存储节点提供存储空间，单盘最大支持32TB容量、20K IOPS、350Mbps吞吐量。
卓越性能的VPC网络

为HPC用户在公有云上构建安全隔离的虚拟网络环境，HPC计算网络通过RDMA EDR Infiniband 网络互连，节点间最低延时90ns，单节点最大带宽100Gbps,为用户提供高带宽的网络环境。
海量的对象存储服务

基于对象的海量存储服务，为HPC应用提供存储空间，存储HPC算例数据结果数据，用户可通过对象存储服务灵活的上传、下载HPC计算数据。
松耦合计算
华为公有云高性能计算解决方案松耦合计算场景
高性能运算中计算节点之间相对独立，对于彼此信息的相互依赖程度较低的应用场景。 典型场景包括金融风险分析中的Monte Carlo仿真，蛋白质科学中的材料科学等。

主要方案：
灵活弹性的高性能云服务器

用于部署HPC头节点和工作节点，提供C1、C2计算增强型、M1内存优化型等规格的ECS计算实例，共计18种规格可供选择，匹配不同HPC应用对计算、内存的配比需求。
分布式可扩展的块存储服务

基于分布式架构提供的可弹性扩展的块存储服务，每个弹性云服务器可按需挂载云硬盘，为HPC计算节点和存储节点提供存储空间，单盘最大支持32TB容量20K IOPS、350MBps吞吐量。

卓越性能的VPC网络

为HPC用户在公有云上构建安全隔离的虚拟网络环境，HPC计算网络通过10GE以太网互连，为用户提供高带宽的网络环境。

海量的对象存储服务

基于对象的海量存储服务，为HPC应用提供存储空间，存储HPC算例数据、结果数据，用户可通过对象存储服务灵活的上传、下载HPC计算数据。

数据密集型计算场景
华为公有云高性能计算解决方案数据密集型计算场景
高性能运算中计算节点需要处理大量数据，该类场景的HPC应用要求快速、可靠的访问存储数据，对节点间的通信和交互没有太多要求。 典型的场景为可以满足需要大量数据高速读写的应用场景，包括基因测序、3D动画渲染、机器学习、大规模数据并发计算和日志处理等。

主要方案：
灵活弹性的高性能云服务器

用于部署HPC头节点和工作节点，提供d1型计算实例，该类型实例对云服务器本地数据处理能力做优化和增强使用SAS盘、SSD盘做为本地存储，最大可支持挂载24块本地盘，为HPC应用提供高IO和快速数据处理能力，满足数据密集型计算的应用场景需求。
分布式可扩展的块存储服务

基于分布式架构提供的可弹性扩展的块存储服务，每个弹性云服务器可按需挂载云硬盘为HPC计算节点和存储节点提供存储空间，单盘最大支持32TB容量、20K IOPS350MBps吞吐量。

卓越性能的VPC网络

为HPC用户在公有云上构建安全隔离的虚拟网络环境，HPC计算网络通过10GE以太网互连，为用户提供高带宽的网络环境。

海量的对象存储服务

基于对象的海量存储服务，为HPC应用提供存储空间，存储HPC算例数据、结果数据，用户可通过对象存储服务灵活的上传、下载HPC计算数据。

Lustre高性能并行文件系统

使用经过优化的专用ECS、EVS规格部署Lustre文件系统，单OSS可提供最大4.5GBps吞吐量，最大提供2TBps吞吐量，单文件支持最大32PB满足HPC极致的文件系统性能要求。

GPU图形渲染与加速计算
华为公有云高性能计算解决方案GPU图形渲染与加速计算
高性能运算中计算节点需要通过GPU并行计算，来实现对某些HPC应用的计算加速，使得应用程序执行效率得到大幅提升。典型的场景为AI、深度学习、神经网络、3D渲染等。

主要方案：
灵活弹性的高性能云服务器

提供G2型计算实例，支持Tesla M60方案和Tesla P100方案，可根据业务需求和特点选择最佳加速方案。基于G2实例的弹性云服务器可以利用更少的计算节点，获得GPU辅助的最快速的计算性能和吞吐带宽M60可提供8TFLOPS单精度计算能力，P100可提供9TFLOPS单精度计算能力，为GPU加速提供强劲的性能保障。
卓越性能的裸金属服务器

按照专属物理服务器方式提供卓越的计算性能，单服务器最大支持8块Tesla P100进行GPU并行加速，服务器本地挂载SSD盘做存储加速，提供最佳的GPU加速性能用户可通过管理控制台实现裸金属服务器的自动化发放，满足AI、深度学习等业务按需灵活弹性的需求。

敏捷的图形工作站

提供云桌面服务，每个云桌面云可绑定Tesla M60高性能加速显卡，即可享受M60显卡的图形渲染加速性能，又可获得云桌面的灵活与便捷。

分布式可扩展的块存储服务

基于分布式架构提供的可弹性扩展的块存储服务，每个弹性云服务器可按需挂载云硬盘，为HPC计算节点和存储节点提供存储空间，单盘最大支持32TB容量、20K IOPS、350MBps吞吐量。

卓越性能的VPC网络

为HPC用户在公有云上构建安全隔离的虚拟网络环境，HPC计算网络通过10GE以太网互连，为用户提供高带宽的网络环境。

海量的对象存储服务

基于对象的海量存储服务，为HPC应用提供存储空间，存储HPC算例数据结果数据，用户可通过对象存储服务灵活的上传、下载HPC计算数据。


华为公有云高性能解决方案架构
华为公有云高性能计算解决方案机构图
 框架架构说明

华为云的高性能计算云解决方案为企业用户提供一种高性能、高可靠、简便安全的计算服务，用于解决计算密集型、海量数据处理等业务的计算需求，缩短需要的计算时间、提高计算性能，能帮助用户快速构建高性能计算的应用，提供高性能的计算和海量存储，为用户业务带来高效和竞争力。
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