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热门问题

基于 Oracle 云基础设施的高性能计算解决方案

大多数高性能计算系统仍在客户托管的数据中心内运行,其成本非常高。由于早期基于云的 HPC 服务要依赖昂贵的闪存和重度缓存架构且用例非常有限,因此过去基于云的选项一直受到限制。相比之下,如今的 Oracle 云提供了一个商业可行、经济高效的 HPC 平台,可广泛应用于各个行业、企业和政府。该平台可提供与本地部署解决方案相当的性能水平,同时具有云的经济性、按需可用性和可扩展性,可支持同时运行数万个核心。

Oracle 云 HPC 解决方案既有本地部署解决方案的高性能,又具有云的弹性和基于用量的经济性,客户可以选择直接迁移,或者作为其资本密集型本地部署系统的补充。Oracle 云基础设施 HPC 平台包含裸金属计算实例、适用于 RDMA 的低延迟集群网络、高性能存储解决方案和文件系统、网络流量隔离以及在云中自动无缝运行作业所需的工具。从汽车制造商的碰撞模拟到石油和天然气公司的地震分析,再到媒体公司的特殊效果渲染,Oracle 云端基础设施可支持客户更加快速地解决各种复杂的技术问题。

按行业分类的解决方案

Oracle 专门针对企业级客户构建了云端基础设施和服务,让它们不必再依赖于本地部署系统来实现立竿见影的成果。借助 Oracle 解决方案,客户可以避免长时间排队和潜在设计延迟,而是能够专注于用创新性的方式来开发产品、衡量风险、提供体验以及变革行业。

  • 制造—数字孪生、计算机辅助工程、计算流体动力学
  • 金融—交易平台,风险建模
  • 媒体—视觉效果渲染
  • 跨行业—人工智能、机器学习、深度学习
  • 研究—医学研究、药物发现、基因组学、气候变化

制造业中的计算流体动力学

图片来自 Altair

计算流体动力学 (CFD) 是一种常见负载,旨在通过模拟空气和流体运动来简化和加快产品设计。例如,在汽车领域,它可以帮助制造商模拟机舱气流、发动机机油动力学以及汽车周围的气流,从而提高燃油效率。它是一种紧密耦合、基于 MPI 的负载,可受益于 Oracle 100 Gbps 集群网络、Oracle 基于 Intel 的高频处理器计算实例以及最新的 NVIDIA GPU。Oracle HPC 的成本要比 AWS 的产品低 44%。

 

OpenFOAM 3M 和 24M Cell Model 1 信息来源:The Open CAE Society of Japan

Denso Techno 徽标

“There are three major benefits of Oracle Cloud HPC solutions.Low cost, high performance, and support for the latest technology.Denso Techno will use the Oracle Cloud HPC solution to establish our basic technology.”

—Denso Techno Co., Ltd. DX 推进器中心 VE 开发部总经理 Koji Komura

CONVERGE 徽标

“We’re excited to collaborate with Oracle to offer our customers CONVERGE on Oracle Cloud Infrastructure.With Oracle Cloud Infrastructure’s bare metal HPC shapes and low latency remote direct memory access (RDMA) networking, we were able to get excellent scaling for CONVERGE.”

—Convergent Science 所有者兼副总裁 Kelly Senecal 博士

下图显示了基于 Oracle 云基础设施的 CONVERGE 3.0,它以最理想的、接近线性的方式扩展至 4000 个核心,可支持经过部分预混合、包含 1.7 亿个单元的 Sandia Flame D 爆燃模拟。

通过性能扩展支持 CONVERGE 火焰模拟

Nissan 选择采用 Oracle 云基础设施 (OCI) 来运行其计算流体动力学 (CFD) 负载。Nissan 依靠数字产品设计来快速做出关键设计决策,从而改善其汽车的燃油效率、可靠性和安全性。计算密集型以及对延迟敏感的 CFD 模拟对于帮助其实现这些效率至关重要。通过将这些负载迁移至 Oracle 云基础设施,Nissan 实现了与本地部署相当的性能以及云的灵活性。

Nissan 徽标

“We selected Oracle Cloud Infrastructure’s HPC solutions as a part of our multi-cloud strategy to meet the challenges of increased simulation demand under constant cost savings pressure.I believe Oracle will bring significant ROI to Nissan.”

—Nissan Motor Co, Ltd 集成系统部总经理 Bing Xu

西门子徽标

“In the world of computational fluid dynamics (CFD), there is constant pressure to accelerate the speed of product design and today, our customers are looking turn around high-fidelity simulations in hours, not weeks.Running Simcenter STAR-CCM+ on Oracle Cloud Infrastructure has enabled our customers to scale-up their simulations quickly and easily without expensive hardware investment or compromising solution fidelity.Our customers get the same performance and scaling as they get on-premise at lower cost, enabling them to make better engineering decisions faster.”

—Siemens 云产品经理 Keith Foston

制造业中的数字孪生产品工程和测试

数字孪生通常用于在生产物理产品之前加快原型设计和测试速度。制造商使用各种产品生命周期管理 (PLM) 和工程仿真软件包,这都需要大量基于 CPU 或基于 GPU 的计算资源。

借助 Oracle RDMA 集群网络,Altair AcuSolve 成功在 Oracle 云基础设施上实现了接近理想水平的节点扩展性能。

Acusolve 在 Oracle 云基础设施 HPC 计算实例上实现高水平的可扩展性

深度学习和 GPU 加速计算

随着客户数据和物联网 (IoT) 数据的爆炸式增长,数据科学家需要能够灵活、快速地探索和构建深度学习模型,同时获得比传统本地部署 IT 硬件更高的灵活性。Oracle 云提供适用于深度学习的 GPU 计算实例,易于部署的映像,还支持灵活运行单 GPU 工作站或多 GPU 规格集群。

视觉识别和深度学习模型将广泛受益于丰富的 Oracle 云基础设施功能和创新。这包括已发布的 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 计算实例,它搭载多达 8 个 GPU 和 NVLink、最新第二代 AMD EPYC 2.9 GHz 处理器、多达 64 个物理核心和本地 NVMe 存储,可与依靠繁重检查点的负载实现低延迟数据访问。这些 GPU 实例将率先在 Oracle 云基础设施上支持集群网络,100 Gbps RDMA 互联让客户能够以低于 2 微秒的延迟和 1.6 Tbps 的总带宽来运行 MPI 负载。

“Oracle Cloud Infrastructure was the first to come out with a new NVIDIA Tesla Cloud solution.The Tensor cores run about 125 teraflops but use only about 300 watts of power.It allows us to run models and data sets far in advance of anything we had done before and see patterns in data we couldn’t see before which are not obvious to humans.The first model we ran with machine learning was 40% more accurate than the version of the model that was in production at that time.We had expected it to take hours, but it only took minutes.”

—National Grid ESO 能源情报经理 James Kelloway

高频交易

金融应用(包括交易应用)需要依靠高性能、低延迟的基础设施来提供高度一致的“低抖动”性能。这些应用并不是早期云架构的设计目标,而且迁移至云的速度也非常慢。Oracle 云基础设施可以满足这些性能需求,例如实现低于 2 微秒的集群内延迟,性能与成本高昂的定制化本地部署解决方案相当,并支持客户赋能这些应用。

“Oracle Cloud Infrastructure is able to support deterministic latencies at the 10μs level at very high message volumes.There is sufficient evidence to justify exploring deployment of low-latency sensitive applications to OCI.This is significant because services requiring this service level avoid expensive on-site deployments.”

—BJSS 首席技术官 Larry Ryan

视觉效果渲染

高性能计算为当今无所不在的视觉效果提供了强大的动力,无论是开发电影特效、电视广告还是最新的 PC 和主机游戏,媒体和游戏公司都需要依托于按需可用的 HPC 和 GPU 性能。基于 OCI 的 NVIDIA Quadro 虚拟工作站可提供与成本昂贵的高端图形工作站相一致的性能,采用 Oracle 解决方案,您只需每小时支付几美元的成本就可以获得这一高性能。下面分享一些 SPECviewperf 13 基准测试结果。您可以自行试用,请在 Oracle 云中供应一个 GPU运行可用基准测试

为了让用户直观了解其性能,Oracle 在 VM.2.1 GPU 配置(提供一个 NVIDIA P100 GPU)上运行了 SPECviewperf®13 基准测试,并与基于 P2000 的工作站进行了对比。SPECviewperf® 13 基准测试是基于专业应用衡量图形性能的全球标准。

GridMarkets 徽标

“With Oracle Cloud Infrastructure, there’s no need to queue requests or schedule renderings.Our customers can access an unlimited number of machines whenever they need them, without having to pay for unused capacity when they don’t.”

—GridMarkets 联合创始人 Mark Ross

信息来源:https://www.forbes.com/sites/oracle/2020/06/25/high-performance-cloud-speeds-drug-discovery-and-more/

“Around the globe, virtualization is helping enterprises stay productive during these challenging times.With Quadro Virtual Workstations on Oracle Cloud, creative and technical professionals can easily access the performance they need to work anywhere.”

—NVIDIA 虚拟化产品营销高级总监 Anne Hecht

信息来源:https://blogs.oracle.com/cloud-infrastructure/oracle-cloud-infrastructure-offers-nvidia-quadro-virtual-workstation-image

研究

Oracle 云基础设施的超级计算平台支持研究人员访问裸金属 NVIDIA GPU、高性能计算实例和低延迟集群网络。研究人员可以创建集群来运行大规模计算,从而加速科学和工程多个分支领域的研究,例如药物发现、基因组学、天气预报和太空探索等。通过 Oracle for Research 等计划,Oracle 与布里斯托大学和伦敦皇家霍洛威大学等研究组织开展紧密合作,共同帮助加速疫苗研发以及开发应对气候变化的前沿解决方案。

Royal Holloway 徽标

“We can simulate carbon capture sequestration scenarios, address complex environmental problems, and drive meaningful change in the world.Oracle has helped us break the barrier of computational power in the lab.&rdquol

—伦敦大学皇家霍洛威学院 Hier-Majumder 教授

借助可突破、扩展和响应研究人员需求的 HPC 解决方案,加速推进医学研究并招募疾病的潜在候选者。英国布里斯托大学利用 Oracle HPC 解决方案来分析影像数据,助力开展医学研究。

布里斯托大学徽标

“Our ambition is to create a platform to react quickly to disease, which involves the creation of terabytes of imaging data.Using Oracle Cloud, we can distribute the data across multiple processors and get results in a fraction of the time of a traditional on-premise system.”

—布里斯托大学生物化学与化学教授 Imre Berger

高性能存储

数据吞吐量对于 HPC 应用高效运行以及实现跨计算集群的数据共享至关重要。在处理过程中加载和存储海量数据集需要一个强大的文件系统,它能够快速可靠地响应请求,并提供一致的线性响应能力。Oracle 云提供了多种 HPC 文件系统模型,包括具有稳定、高速高吞吐量的 GlusterFS、BeeGFS、Lustre 和 IBM Spectrum Scale 高性能文件系统。

SAS 徽标

“My team has tested SAS Grid on many public clouds.We are happy to say that Oracle Cloud’s infrastructure provides the I/O throughput to the IBM Spectrum Scale shared file system that is needed for SAS Grid.”

—SAS 公司 SAS 性能实验室高级经理 Margaret Crevar

YellowDog 徽标

“Oracle’s bare metal compute and cluster networking technologies allowed BeeGFS on Oracle Cloud to outperform our on-premises HPC file system latency and throughput for MPAS workloads at a very low price point.Using Oracle Cloud’s RDMA cluster networking, BeeGFS can see performance of up to 140 GB/s with as little as 14 servers.”

—YellowDog 首席技术官 Simon Ponsford

基于 Oracle 云的 HPC 服务

裸金属 HPC 计算实例

凭借高内核频率和集群网络,Oracle 裸金属计算实例在性能上大幅领先于其他公有云和现场数据中心。裸金属计算实例可提供超乎寻常的隔离性、可见性和控制力。

集群网络

Oracle 标准裸金属服务器包含支持极速网络的双 25 Gbps 以太网,而 Oracle 的突破性后端网络结构则采用了 Mellanoxs ConnectX-5,100 Gbps 网络接口卡,可基于融合以太网 (RoCE) v2 提供 RDMA,从而创建与具有与本地部署集群同样低延迟网络和应用可扩展性的集群。

裸金属和 VM 上的 GPU

Oracle 云提供高性能虚拟机和基于 NVIDIA 的裸金属选项,可支持渲染、人工智能和深度学习负载的图形密集型处理需求。

Oracle Linux

适用于高性能计算的 Oracle Linux 结合了全面受支持、开放和功能完备的操作环境,该操作环境与 Red Hat Enterprise Linux 保持 100% 二进制兼容。Oracle Linux 提供虚拟化、管理、云原生计算工具和 Linux 操作系统 (OS),通过一个统一的解决方案来满足高性能计算需求。在 Oracle 云中的 Oracle Linux 上运行 HPC 的客户可以实现显著的性能提升,而无需做出任何牺牲或任何支持成本。借助碰撞模拟和 CFD 负载,Oracle Linux 将模拟时间缩短了 4-6%。

HPC 文件系统

传统存储无法为需要快速处理大量数据的性能密集型负载提供足够的吞吐量。为了满足这些需求,Oracle 让 GlusterFS、BeeGFS、Lustre 和 IBM Spectrum Scale 高性能文件系统的部署工作简单易行,可为 HPC 集群提供高达 453 GBps 的聚合吞吐量。

可直接部署的 HPC 解决方案

 

简易的自动化集群部署

利用 Oracle 云市场体系(Terraform 模板)轻松快捷地部署集群 — 该体系包含快速启动和运行所需的一切关键组件,包含 Slurm 调度程序和 OpenMPI 安装路径以及用于测试 MPI 连接性的工具。

 

简易文件系统部署

借助 Oracle 云市场体系,Oracle 大幅简化了行业领先的高性能文件服务器的 PB 级部署,包括利用基于优秀实践的自动化来降低复杂性以及缩短部署时间。只需数次单击操作,即可在不到 15 分钟的时间内启动并运行文件系统。Oracle 云市场在其易于部署的体系中涵盖 BeeGFS、Lustre 和 GlusterFS,并针对各个文件系统提供了额外的可定制体系。

 

面向数据科学的 VM

面向数据科学的 Oracle 云基础设施虚拟机 (VM)为用户提供预先配置的环境,帮助其构建模型并加快业务价值实现。它们可提供卓越的性能、安全性和控制力。您可以使用计算自动缩放功能根据需要扩展计算资源,在不需要时停止计算实例,从而控制成本。

您可以在 15 分钟内启动并运行一个搭载 NVIDIA GPU 的虚拟机,其中随带预先安装的常见 IDE、笔记本和框架。面向数据科学的 Oracle 云基础设施 VM 包含基本样例数据和代码,可供您测试和探索。

Oracle 云 HPC 性价比

Oracle 专门针对需要极速单线程性能和超低延迟网络的计算密集型负载设计了 HPC 实例。所有 HPC 实例均提供独一无二的直接内存互联网络,依托于非虚拟裸金属 RDMA 网络。Oracle 提供高频处理器、高速密集型本地存储和 RDMA 集群网络,可在数万个内核构成的集群中实现 2 微秒的延迟水平。AWS 未提供这一架构,并且其最接近的 C5n 解决方案要贵得多。

  Oracle 云基础设施 BM.HPC2.36 AWS c5n.metal
标价 $2.70 3.888 美元(美国东部)
存储 本地 NVME SSD 非本地 NVMe SSD
内存 384GB 192GB
网络 RDMA 无 RDMA
性能 SLA 支持 不支持
基准测试
SPECrate 2017 整型运算速度 238 237
SPECrate 2017 浮点运算速度 206 206
流处理(MB/秒) 146,984 140,833
概要1 2 3 通过 RDMA 和性能保证降低成本并提升性能 成本高 44%,无本地 SSD 存储,一半的 RAM,无 RDM,无性能 SLA
Esss 徽标

“Oracle Cloud Infrastructure and Rocky DEM have collaborated to provide a scalable experience to customers with performance similar to on-premises clusters.The bare metal NVIDIA GPU servers, without hypervisor overhead, further help to tackle very large problems in a reasonable amount of time.”

—ESSS 副总裁 Marcus Reis

合作伙伴生态系统

Oracle 与众多商业和开源项目建立了紧密合作关系,共同为客户提供强有力的支持。这些合作伙伴在 Oracle 云基础设施上测试和构建软件,并分享宝贵经验,藉此为处理各种计算任务的客户改善解决方案设计。

制造、汽车和航空航天

Altair 徽标 ANSYS 徽标 Esteco 徽标 Hexagon 徽标 Siemens Simcenter STAR-CMM+ 徽标

人工智能和深度学习

Caffe2 徽标 Keras 徽标 PyTorch 徽标 Torch 徽标 TensorFlow 徽标

开源 HPC 应用

Blender 徽标 Gromacs 徽标 Open MPI 徽标 ParaView 徽标 Slurm 徽标

客户与合作伙伴

National Grid ESO 徽标

National Grid ESO 在 Oracle 云上运行机器学习应用

 

National Grid ESO

新能源创新企业 National Grid ESO 在 Oracle 云基础设施上利用机器学习来预测天气将如何影响风能和太阳能等可再生能源。

BJSS 徽标

BJSS 在 Oracle 云上将高性能计算速度提升了 5 倍

 

BJSS

随着越来越多的英国大型银行迁移至云端,咨询公司 BJSS 在不到一周内将本地部署金融交易系统迁移到了 Oracle 云基础设施,并将高性能计算速度提升了 5 倍。

GridMarkets 徽标

GridMarkets 在 Oracle 云上利用 HPC 加速药物发现

 

GridMarkets

通过在 Oracle 云基础设施的高性能计算服务上运行其图像渲染平台,GridMarkets 相比其他云提供商实现了 70% 的成本节省。

SAS 徽标

SAS 利用基于 Oracle 云的 HPC 增强负载管理和数据处理

 

SAS

Oracle 和 SAS 协力在 Oracle 云基础设施上打造一款高性能 SAS Grid Manager 解决方案,以满足 SAS DATA 每物理核心每秒100 MB 的 I/O 吞吐量需求。

YellowDog 徽标

YellowDog 在 Oracle IaaS 上将项目交付速度提高了 10 倍

 

YellowDog

在部署 Oracle 云基础设施之后,YellowDog 将计算机生成式图像渲染项目的交付速度提高了 10 倍

Altair 徽标

Altair 利用 Oracle 云在夜间运行复杂模拟

 

Altair

该公司利用高性能 Oracle 云基础设施为开发和运行前沿设计应用提供强大驱动力。

布里斯托大学徽标

布里斯托大学采用 Oracle 云来对抗传染病

 

布里斯托大学

Our ambition is to create a platform to react quickly to disease, which involves the creation of terabytes of imaging data.Using Oracle Cloud, we can distribute the data across multiple processors and get results in a fraction of the time of a traditional on-premise system.
布里斯托大学生物化学与化学教授 Imre Berger
ELEM Biotech 徽标

ELEM Biotech 在 Oracle 云上创建虚拟系统

 

ELEM Biotech

Our challenge is to make our simulation program as accurate and efficient as possible.We need a cloud platform that is flexible, powerful, and secure.We get that from Oracle.
ELEM Biotech 首席技术官 Mariano Vazquez
ANSYS 徽标

ANSYS 与 Oracle:裸金属 IaaS 上的 ANSYS Fluent

 

ANSYS

Oracle 不断在其 HPC 生态系统中加入新的合作伙伴。自 2018 年以来,Oracle 一直是 ANSYS 首选解决方案合作伙伴,因此您可以满怀信心地在 Oracle 云基础设施上构建支持 ANSYS 的 HPC 解决方案。

TotalCAE 徽标

基于 Oracle 云基础设施的 TotalCAE 公有云

 

TotalCAE

TotalCAE 已经与 Oracle 建立了合作关系,利用 Oracle 云基础设施为 TotalCAE 的仿真即服务高性能计算 (HPC) 云平台添加新功能。

IDenTV 徽标

在 Oracle 云上运行面向大众的高级视频分析

 

IDenTV

"For our workload, Oracle Cloud has performed at 2X the speed of other cloud providers...Because of that, we've been able to see a 60% reduction in our costs, and we can pass that down to our clients."

IDenTV 首席运营官兼联合创始人 Amro Shihadah
imophoron 徽标

运用合成生物学和云计算来对抗流行病

 

Imophoron

"Matching cutting-edge synthetic biology with cloud computing turned out to be a winner."

Imophoron 创始人 Fred Garzoni

Rescale 徽标

Oracle 云基础设施和 Rescale:简化云端 HPC

 

Rescale

The HPC market is at a tipping point with cloud adoption.Oracle Cloud Infrastructure's new bare metal offering is a compelling proof-point that the HPC market is turning and cloud offerings have real momentum.
Rescale 首席运营官 Shawn Hansen
Mellanox
 徽标

Oracle 推出搭载 Intel Xeon 和 Mellanox 网络控制器的全新 HPC 实例,旨在实现低延迟、高带宽 RDMA 网络

 

Mellanox

借助集群网络设置, … 客户可以在云中经济有效地运行 DNA 测序、汽车碰撞模拟、油田勘探等负载。
Oracle 云基础设施高级副总裁 Clay Magouyrk

相关资源

1 截至 2020 年 5 月 1 日所有 Amazon 计算和网络定价参见 https://aws.amazon.com/ec2/pricing/on-demand/

2 截至 2020 年 5 月 1 日 Oracle 云基础设施计算定价参见 https://www.oracle.com/cloud/compute/pricing.html

3 Spec CPU 2017 基准测试未经优化运行,单次迭代且不支持报告。该基准测试包源于标准性能评估。Stream Triad 基准测试以 4GB 运行。面向 C5n 的 AWS 基准测试数据来自 AWS 的以下报告: https://aws.amazon.com/blogs/compute/running-ansys-fluent-on-amazon-ec2-c5n-with-elastic-fabric-adapter-efa/

4 OpenFOAM 基准测试:https://gitlab.com/OpenCAE/OpenFOAM-BenchmarkTest