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1 High Performance Computing y Big Data en AWS +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

2 High Performance Computing High Performance Computing (HPC) Afonta grandes problemas empresariales, industriales y científicos Requiere alto ancho de banda, baja latencia y alta capacidad de cómputo Los sistemas HPC son muy costosos, centralizados en centros de supercomputación que los ponen a disposición de la industria y la comunidad científica Su gran demanda implica grandes tiempos de espera para acceder a los recursos Al ser recursos compartidos surgen nuevos problemas (e.g., licencias de sw, imposibilidad de reconfigurar el sistema) +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

3 Big Data Big Data Explosión de la cantidad de datos generados: Web 2. Dastos biológicos (nuevas tecnologías de secuenciación) Información multimedia (vídeos, imágenes) Gran necesidad de almacenamiento en cloud La mejora de las redes multiplica el acceso a datos en el cloud +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

4 HPC y Big Data en AWS AWS Proporciona instancias para HPC CC1: dual socket, quadcore Nehalem Xeon (93 GFlops) CG1: dual socket, quadcore Nehalem Xeon con 2 GPUs (1123 GFlops) CC2: dual socket, octcore Sandy Bridge Xeon (333 GFlops) Hasta 63 GB RAM Red de altas prestaciones 1 Gigabit Ethernet +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

5 Sandy Bridge en AWS EC2 Arquitectura de instancia CC2 (basada en Intel Xeon E5-267 Sandy Bridge) Core Core 1 Core 2 Core 3 NUMA Memory # NUMA Memory #1 32KB L1 32KB L1 32KB L1 32KB L1 256KB L2 256KB L2 256KB L2 256KB L2 256KB L2 2MB L3 Smart Cache 256KB L2 256KB L2 256KB L2 Processor (P ) Processor 1 (P ) 1 32KB L1 32KB L1 32KB L1 32KB L1 Core 4 Core 5 Core 6 Core 7 QPI +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

6 High Performance Shm. Communications en AWS Latency (µs) Point-to-point Sockets Communication Performance (Xeon E5) smdev F-MPJ (niodev) Native Sockets on TCP/IP Java Sockets on TCP/IP K 4K 16K 64K 256K 1M 4M 16M Message size (Bytes) Bandwidth (Gbps) +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

7 High Performance Shm. Communications en AWS Latency (µs) Point-to-point Communication Performance (Xeon E5) K 4K 16K 64K 256K 1M 4M 16M 64M Message size (Bytes) smdev, intra-processor smdev, inter-processor MPICH2, intra-processor MPICH2, inter-processor OpenMPI, intra-processor OpenMPI, inter-processor +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / Bandwidth (Gbps)

8 HPC en AWS Soporte eficiente en Cloud Computing CG Kernel OpenMPI Performance on Amazon EC2 Default Default (Fillup) Default (Tuned) 16 Instances (Fillup) 16 Instances (Tuned) CG Kernel OpenMPI Performance on Amazon EC2 Default 16 Instances 32 Instances 64 Instances MOPS 7 6 MOPS Number of Processes Number of Processes info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

9 HPL Linpack en AWS (TOP5) Cuadro: Descripción del clúster EC2 AWS CPU 2 Xeon quadcore (46.88 GFlops DP each) EC2 Compute Units 33.5 GPU 2 NVIDIA Tesla Fermi M25 (515 GFlops DP each) Memory 22 GB DDR3 Storage 169 GB Virtualization Xen HVM 64-bit platform (PV drivers for I/O) Number of CGI nodes 32 Interconnection network 1 Gigabit Ethernet Total EC2 Compute Units 172 Total CPU Cores 256 (3 TFLOPS DP) Total GPUs 64 (32.96 TFLOPS DP) Total FLOPS TFLOPS DP +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

10 HPL Linpack en AWS (TOP5) HPL Linpack mide el rendimiento de supercomputadores del TOP5 En AWS 14 TFlops son accesibles! (67 USD$/h on demand, 21 USD$/h spot) HPL Performance on Amazon EC2 CPU CPU+GPU (CUDA) HPL Scalability on Amazon EC2 CPU CPU+GPU (CUDA) 12 1 GFLOPS Speedup Number of Instances Number of Instances info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

11 HPL Linpack en AWS (TOP5) Referencias Finis Terrae (CESGA): 14,1 TFlops Nuestro clúster en AWS: 14,23 TFlops AWS (6/11): 41,82 TFlops (# 451 TOP5 6/11) MareNostrum (BSC): 63,83 TFlops (# 299 TOP5) MinoTauro (BSC): 13,2 TFlops (# 114 TOP5) AWS (11/11): 24,1 TFlops (# 42 TOP5) +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

12 Radiografía realzada mediante Montecarlo (MC-GPU) +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

13 Radiografía realzada mediante Montecarlo (MC-GPU) Tiempo: originalmente 187 minutos, en AWS con HPC 6 segundos! Coste: Procesar 5 radiografías en AWS: aprox. 7 USD$,,14 USD$ c.u MC-GPU Execution Time on Amazon EC2 CPU CPU+GPU (CUDA) MC-GPU Scalability on Amazon EC2 CPU CPU+GPU (CUDA) Runtime (s) Speedup Number of Instances Number of Instances info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

14 Conclusiones HPC y Big Data en AWS Gran potencia computacional (nuevos procesadores Sandy Bridge y GPUs) Alto rendimiento de las comunicaciones sobre 1 Gigabit Ethernet Acceso eficiente a sistemas de ficheros en red (e.g., NFS, Gluster) Sin tiempos de espera en el acceso a los recursos Aplicaciones ready-to-run en AMIs +info: (http://gac.udc.es) HPC y Big Data en AWS 16 Abril, / 14

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