Amazon EC2 F2 인스턴스

클라우드에서 FPGA 액셀러레이터를 더 빠르게 개발하고 배포

Amazon EC2 F2 인스턴스를 선택해야 하는 이유

2세대 FPGA 기반 인스턴스인 Amazon EC2 F2 인스턴스는 클라우드에서 재구성 가능한 하드웨어를 개발 및 배포하기 위한 목적별 인스턴스로, 1세대 F1 인스턴스보다 최대 60% 더 나은 가격 대비 성능을 제공합니다. F2 인스턴스는 최대 8개의 AMD Virtex UltraScale+ HBM VU47P FPGA로 구동되며, 16GB의 고대역폭 메모리를 갖춘 최초의 FPGA 기반 인스턴스입니다. F1 인스턴스에 비해 3배 많은 프로세서 코어(192개의 vCPU), 4배 많은 네트워킹 대역폭(100Gbps), 2배 많은 시스템 메모리(2TiB)와 2배 많은 NVMe SSD(7.6TiB)를 갖춘 3세대 AMD EPYC(Milan) 프로세서가 탑재되었습니다. 유전체학, 멀티미디어 처리, 빅 데이터, 네트워크 보안/가속화, 클라우드 기반 비디오 브로드캐스팅에서 FPGA 가속화 솔루션을 지원하는 데 F2 인스턴스를 사용할 수 있습니다.

F2 인스턴스는 프로그래밍이 간단할 뿐만 아니라 FPGA Developer AMI를 비롯하여 하드웨어 가속화 코드를 개발, 시뮬레이션, 디버깅 및 컴파일하는 데 필요한 모든 것이 함께 제공됩니다. C/C++ 및 OpenCL 환경에서 기본적인 하드웨어 개발 및 소프트웨어 개발을 위한 개발 환경을 제공합니다(GitHub에서 사용 가능). FPGA 설계가 완료되면 Amazon FPGA Image(AFI)로 등록한 후 클릭 몇 번만으로 F2 인스턴스에 배포할 수 있습니다. AFI는 원하는 만큼 여러 번 그리고 원하는 수의 F2 인스턴스에서 재사용할 수 있습니다. AFI는 Xilinx 기반 플로우에 요구되는 사용자별 라이선스가 필요하지 않으므로, 개발 프로세스가 간소화되어 FPGA 개발자 AMI를 사용할 때 개발 도구에 대한 추가 비용이나 소프트웨어 요금 없이 F2 인스턴스에서 FPGA를 원하는 만큼 여러 번 프로그래밍할 수 있습니다.

이점

F2 인스턴스는 FPGA를 통해 사용자 지정 가능한 가속화 기능을 제공합니다. GPU 및 CPU와 같은 범용 컴퓨팅에서는 ASIC에 요구되는 선행 투자와 설계 시간을 투입해야 이러한 가속화를 제공할 수 있습니다. 기초적인 수준의 하드웨어 개발자와 고급 C/C++ 개발자를 모두 지원하는 FPGA를 사용하면 애플리케이션의 변화하는 요구 사항에 맞게 하드웨어 가속을 재구성하여 변화하는 시장의 니즈에 빠르게 대응할 수 있습니다.

온프레미스 시스템과 달리, F2 인스턴스에서 고성능 컴퓨팅을 실행하면 인프라를 스케일 아웃할 수 있는 용량이 거의 무제한입니다. 필요한 만큼 인스턴스를 시작하고 사용한 만큼만 요금을 지불하면 됩니다.

Amazon EC2 F2 인스턴스는 다양한 컴퓨팅 기반 애플리케이션에서 가속화를 지원합니다. 고객은 F2 기술 파트너가 개발한 사전 구축된 액셀러레이터를 AWS Marketplace에서 직접 찾고, 테스트 및 배포할 수 있습니다.

개발자는 부가 가치 가속화 논리에 집중할 수 있도록 하는 사전 구성된 FPGA 빌딩 블록, 고급 클라우드 기반 도구 및 플로우를 사용하여 FPGA 개발을 가속화할 수 있습니다. 또한 자율형 온라인 자습서를 사용하는 실습 환경에서 다수의 GitHub 예제를 학습할 수 있습니다.

사용 사례

유전체학 연구 및 분석

F2 인스턴스는 최고의 정확도와 저렴한 게놈당 비용으로 방대한 양의 유전체 데이터를 처리하고 가장 빠른 시간 안에 결과를 제공하는 데 이상적입니다. FPGA는 AWS의 최신 CPU 기반 인스턴스와 비교하여 최대 30배 더 빠른 차세대 염기 서열 분석(NGS) 컴퓨팅 가속화를 제공할 수 있습니다.

네트워킹 및 보안

F2 인스턴스는 가상 이더넷 기능을 사용하여 최대 속도로 네트워킹 패킷을 효율적으로 계산하는 기능을 제공합니다. 이 기능을 사용하면 심층 패킷 검사 또는 고성능 로드 밸런서나 실시간 패킷 처리가 필요한 기타 네트워킹 애플리케이션에서 F2 인스턴스 기반 FPGA를 사용할 수 있습니다.

멀티미디어 처리

F2 인스턴스를 사용하는 라이브 브로드캐스트 비디오 트랜스코딩 애플리케이션은 컴퓨팅 인스턴스를 사용하는 애플리케이션보다 더 높은 성능을 제공합니다. F2 인스턴스는 품질 저하 없이 컴퓨팅 비용을 절감하면서 이러한 애플리케이션의 요건을 충족하는 데 이상적인 솔루션입니다.

빅 데이터 및 검색 분석

다양한 빅 데이터 애플리케이션에 요구되는 데이터 분석 및 검색의 양, 다양성 및 속도는 오늘날 고객이 지속할 수 있는 하드웨어 가속화 솔루션을 찾는 시점까지 증가했습니다. 이러한 애플리케이션을 사용하는 고객은 향상된 성능의 F2 인스턴스를 통해 빅 데이터 분석 및 검색 요건을 충족할 수 있습니다.

ASIC 에뮬레이션 및 프로토타이핑

F2 인스턴스는 복잡한 ASIC 개발 과정에서 에뮬레이션과 프로토타이핑에도 사용할 수 있습니다.

고객 추천사

고객과 파트너가 Amazon EC2 F2 인스턴스를 사용하여 비즈니스 목표를 달성한 몇 가지 사례를 소개합니다.

 

 

NeuroBlade는 Presto, Apache Spark 등 다양한 오픈 소스 쿼리 엔진과 원활하게 통합되는 혁신적인 SQL 처리 장치(SPU)로 데이터 분석을 가속화하는 데 앞장서고 있습니다.

“데이터 분석이 전례 없는 속도로 성장하고 있는 오늘날의 AI 주도 세상에서 기존의 CPU 중심 인스턴스는 데이터의 폭발적인 증가에 따라 확장에 어려움을 겪고 있습니다. Amazon EC2 F2 인스턴스에서 사용할 수 있는 FPGA 디바이스를 활용하는 NeuroBlade의 SPU는 더 빠른 쿼리 처리와 업계 최고의 쿼리 처리량 효율성(QpH/$)을 갖춘 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 새로운 Amazon EC2 F2 인스턴스를 통해 클라우드 사용자는 이러한 최첨단 하드웨어 가속화를 활용하여 데이터에 더 가깝게 워크로드를 실행하고 클라우드 네이티브 환경에서 뛰어난 성능과 확장성을 활용할 수 있습니다.”

- Elad Sity, NeuroBlade Chief Executive Officer 겸 공동 창립자

 

 

Illumina DRAGEN Dynamic Read Analysis for GENomics 2차 분석은 모든 규모와 분야의 실험실에서 정확하고 포괄적이며 효율적인 생물정보학 도구 세트를 통해 게놈 데이터를 최대화할 수 있도록 지원합니다. 오랜 전략적 파트너십과 FPGA 기반 Amazon EC2 F1 인스턴스에서의 기존 배포를 바탕으로, DRAGEN 2차 분석 파이프라인은 Amazon EC2 F2 인스턴스에 배포되어 고객이 하드웨어 가속 방식으로 게놈 분석 알고리즘을 구현하고 대규모로 컴퓨팅 용량과 과학적 인사이트를 확장할 수 있게 됩니다. DRAGEN은 AWS에 배포된 광범위한 커넥티드 소프트웨어 생태계의 일부로 Illumina Connected Analytics를 통해 액세스할 수 있습니다.

제품 세부 정보

인스턴스 이름 FPGA vCPU FPGA 메모리 HB M/DDR4 인스턴스 메모리(GiB) 로컬 스토리지(GiB) 네트워크 대역폭(Gbps) EBS 대역폭(Gbps)
f2.12xlarge 2 48 32GiB/128GiB 512 2x 950 25Gbps 15Gbps
f2.48xlarge 8 192 128GiB/512GiB 2048 8x950 100Gbps 60Gbps

F2 인스턴스로 시작하기

FPGA 개발 키트

개발자는 AWS FPGA 개발 키트를 사용하여 F2 인스턴스를 시작할 수 있습니다. 이 키트는 GitHub에서 사용할 수 있으며 F2에 대한 설명서, 내부 FPGA 인터페이스 및 Amazon FPGA Image(AFI) 생성을 위한 컴파일러 스크립트를 모두 포함합니다. AWS FPGA는 하드웨어 개발자 및 소프트웨어 개발자를 위한 다수의 개발 환경을 지원합니다. HDK는 완벽한 사용자 지정 하드웨어 개발 환경을 제공합니다. 이 소프트웨어 정의 개발 환경에서는 C/C++/OpenCL 코드를 사용하여 하드웨어 지식 없이 가속화를 개발할 수 있습니다. 따라서 EC2 F2 인스턴스에 대한 FPGA 개발이 가속화됩니다.

FPGA 개발자 AMI

FPGA 개발자 AMI에는 Xilinx Vivado가 추가 소프트웨어 요금 없이 포함됩니다. 또한 FPGA 설계를 시뮬레이션하고 AFI를 빌드 및 등록하는 데 필요한 스크립트와 도구로 사전 패키징된 도구 개발 환경이 포함되어 있습니다. FPGA 개발자 AMI에는 코드를 디버깅하고 컴파일링하는 도구도 포함되어 있습니다. 이로써 FPGA Developer AMI를 Amazon EC2 인스턴스에 배포한 후 FPGA 설계를 작성 및 테스트하는 데 필요한 리소스를 빠르게 프로비저닝할 수 있습니다.