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Microsoft Azureによる、
クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング
High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
アジェンダ
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
オンプレミスHPCの
計算リソースの需要と供給
HPCシステムの陳腐化
HPCにおけるクラウド利用のメリット
新しいインスタンスに乗換可能
✓ 常に最新のシステムを利用可能
データセンターはクラウド事業者が管理
✓ 利用料金に電力、データセンターのコストも含まれる
必要な時に必要なリソースを利用可能
✓ ジョブ混雑時には、利用可能な計算リソースを増量可能
✓ オンプレミスのリソース以上の計算リソースを一時的に利用することも可能
✓ リソースの占有が可能(実行時間に制限がない。使用するリソース
を増やして処理時間を短縮)
利用目的に合わせて個別に設定可能
クラウド事業者がシステム(H/W)の運用管理
全システムが同時に停止することはありません
✓ 可用性セットの設定/全世界のDCを利用可能
次のリプレイスまで使い続ける必要がある
➢ システム(CPU, GPU, Inter Connect(InfiniBand)の陳腐化)
消費電力が大きい
データセンターの占有
限りあるリソースの共同利用
➢ ジョブの混雑による待ち時間
➢ 大規模計算の制限
➢ 処理時間の制限
特殊な設定をすることが困難
運用・管理が面倒
システムメンテナンスによるシステム停止
6
HPCにおけるクラウド利用①
Cloud
HPCにおけるクラウド利用②
Cloud
ハイブリッドシナリオ
Scheduler
On-premises head node
and compute + extend to
cloud
9
Copyright Microsoft Corporation
フルクラウド シナリオ
Head node + compute
+ Storage in Azure
10
Copyright Microsoft Corporation
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
54 の地域でサービス中、140カ国で利用可能
世界最大のインフラストラクチャー
(2019年 3月4日現在)
https://azure.microsoft.com/en-us/regions/
12
◼ 100カ所以上のデータセンター
◼ AWS の 2 倍、Google 6 倍の地域サポート
◼ 米国 国防総省 (US DoD) も採用
54
REGIONS WORLDWIDE
100K+
MILES OF FIBER AND SUBSEA CABLE
130+EDGE SITES
200+ExpressRoute Partners
Microsoft Azureの様々なサービス
通し Azure Platformをご利用いただけます。
• AI + 機械学習
• DevOps
• ID
• Storage
• Web
• コンテナー
• コンピューティング
• セキュリティ
• データベース
• ネットワーク
• メディア
• IoT
• モバイル
• 移行
• 開発者ツール
• 管理とガバナンス
• 統合
• 分析
<様々なAzureサービス群>
14Copyright Microsoft Corporation
Azure Datacenter Infrastructure
Azure
Backup
Site
Recovery
Azure
Monitor
Azure
Policy
Azure
Bluepirnts
Log
Analytics
Azure
Migrate
Databox
Family
Compute Storage Networking
Linux
Virtual
Machine
Compute/Containers Web/Mobile DevOps/Developer
Container
Instance
Functions
Service Fabric
Integration IoT Data Services
Service Bus Event Grid
Logic Apps
API
Management
Management Platform as a Services (PaaS) Security
Infrastructure as a Services (IaaS)
Disk
Storage
Managed
Disks
Windows
Virtual
Machines
Express
Route
Load
Balancer
Azure
Firewall
Virtual
WAN
Network
Watcher
Virtual
Network
VPN
Gateway
Media Services
Content Delivery
Network
Media/CDN
Cognitive
Services
IoT Hub
Stream
Analytics
Role- based
access control
Azure
Digital Twins
Time Series
Insights
IoT Central
IoT Edge
Bot
Services
SQL Data
Warehouse
Azure
Databricks
HDInsight
AI
Machine
Learning Studio
Machine
Learning Service
Azure
Search
Analytics
Data Lake
Storage Gen2
Mobile Apps
Web Apps Logic Apps API Apps
Notification
Hubs
SignalR
Service
Application
Insights
Lab
Services
Azure DevOps
SDK
SQL
Database
Data Factory
Database for
MySQL Cosmos DB
Database for
PostgreSQL
Database for
MariaDB
Database
Migration Service
Azure Cache
for Redis
Azure AD
Key Vault
Security
Center
DDoS
Protection
Multi-Factor
Authentication
Azure ATP
Azure AD for
Domain Services
Azure AD
B2C
Cost
Management
Video Indexer
Content
Protection
Kubernetes
Service
SQL Data
Warehouse
Table
Storage
Microsoft Azure のすべてのサービス 一覧 = https://azure.microsoft.com/ja-jp/services/
15
Azure Platform
Azure インスタンスラインナップ
NC
NVIDIA GPU
Tesla K80
HPC, DL
InfiniBand搭載
(NC24r)
最速CPU
InfiniBand搭載
(H16r)
H ND
NVIDIA GPU
Tesla P40
Deep Learning
InfiniBand 搭載
(ND24rs)
NVIDIA GPU
Tesla P100
HPC, DL
InfiniBand 搭載
(NC24rs_v2)
NCv2
NVIDIA GPU
Tesla M60
可視化
NV
16
A Av2 B D Dv2Dv3 DS DSv2
G GSF Ev3FS Fv2 M
Ls汎用
コンピューティング最適化
メモリの最適化
ストレージの最適化
NVIDIA GPU
Tesla V100
HPC, DL
InfiniBand 搭載
(NC24rs_v3)
NCv3
ハイパフォーマンス
コンピューティング GPUコンピューティング
NVv2(Public Preview), NDv2(Public Preview予定)
HB, HC
(Public Preview中)
NCv3(2019 Q2 東日本GA予定)
VMサイズ H16r HB60rs HC44rs
コア数 16 60 44
CPU
Intel Xeon E5-2667 v3
3.2GHz (max 3.6GHz) –
Haswell
AMD EPYC 7551
2GHz (max 3GHz)
Intel Xeon Platinum 8168
2.7GHz (max 3.7GHz) -
Skylake
メモリ 114GB (7.125GB/core) 240GB(4GB/core) 351GB (8GB/core)
標準データディスク
(local disk)
2.0 TiB SSD 700 GiB SSD 700 GiB SSD
フロント
ネットワーク
40Gbps 40Gbps 40Gbps
バックエンドネットワーク
56Gbps
4x FDR InfiniBand
100Gpbs
4x EDR InfiniBand
100Gpbs
4x EDR InfiniBand
用途例 汎用HPC用途
メモリバンド幅依存アプリ
(流体解析、有限要素法(陽解法)、気象モ
デル)
高密度計算処理アプリ
(有限要素法(陰解法)、油層シミュレー
ション、計算化学)
Public Preview中
17Copyright Microsoft Corporation
HPC用途インスタンス (GPUなし/InfiniBand搭載)
NCシリーズ NVシリーズ NCv2シリーズ NDシリーズ NCv3シリーズ
用途 HPC & DL 可視化 HPC & DL DL HPC & DL
GPU Tesla K80
(1~4GPU)
Tesla M60
(1~4GPU)
Tesla P100
(1~4GPU)
Tesla P40
(1~4GPU)
Tesla V100
(1~4GPU)
CPU Xeon E5-2690 v3
(6~24コア)
Xeon E5-2690 v3
(6~24コア)
Xeon E5-2690 v4
(6~24コア)
Xeon E5-2690 v4
(6~24コア)
Xeon E5-2690 v4
(6~24コア)
メモリ 56~224GB 56~224GB 112GB~448GB 112GB~448GB 112GB~448GB
ローカル
SSD
~1.4TB ~1.4TB ~1.344TB ~1.344TB ~1.344TB
InfiniBand FDR InfiniBand N/A FDR InfiniBand FDR InfiniBand FDR InfiniBand
2019 Q2 東日本 GA予定
18Copyright Microsoft Corporation
GPU搭載 インスタンス①
NVv2シリーズ NDv2シリーズ
用途 可視化 & DL HPC & DL
GPU Tesla M80
(1~4GPU)
Tesla V100
(8GPU)
CPU Xeon Broadwell
(6~24コア)
Xeon Skylake
(40コア)
メモリ 112~448GB 672GB
ローカルSSD 736GiB~2948GiB 1344GB
Nvlink N/A あり
Public Preview中 Public Preview中
https://azure.microsoft.com/en-us/blog/unlocking-innovation-with-the-new-n-series-azure-virtual-machines/
19Copyright Microsoft Corporation
GPU搭載 インスタンス②
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
ユーザ毎にパブリッククラウドの全機能を提供
ユーザ・グループ毎に計算リソースを提供
Experimentation cluster
Cluster for large project
Scientific workstation
Experimentation cluster
Parallel solutions cluster
HPC cluster
Scientific workstations
Student Student Student StudentTeacher
Teaching clusters
Student
Researcher
Research
Team
Researcher
Class
オンプレミスHPCにクラウドリソースを追加
$ qsub go.sh
リモートワークステーション
Remote workstations on the cloudOn-premises
VM VM
VM
VM VM
Tablet
Zero
client
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
Azure Batch
インフラの構築や管理を意識することなく、
InfiniBandで接続された大規模なクラスターシステムや
GPUクラスターで計算を実行することが可能
データサイエンス仮想マシン(DSVM)
Azure CYCLE CLOUD
$ qsub go.sh
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
Article
Article
Result
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
[Cyber HPC Symposium 2019]  Microsoft Azureによる、クラウド時代のハイパフォーマンスコンピューティング High Performance Computing in the Cloud Era by Microsoft Azure
まとめ
Hybrid cluster
Add cloud resources to your
existing cluster, on demand
Cluster on the cloud
Provision one (or more) new
clusters in minutes
Remote workstations
Deploy powerful remote desktops
with or without GPUs
HPC as a service
Run at scale without worrying
about managing resource
Microsoft Confidential
◼ 本資料は情報提供のみを目的としており、本資料に記載されている情報は、本資料作成時点でのマイクロソフトの見解を示したものです。状況等の変化により、内容は変更される場合が
あります。本資料に特別条件等が提示されている場合、かかる条件等は、貴社との有効な契約を通じて決定されます。それまでは、正式に確定するものではありません。従って、本資料
の記載内容とは異なる場合があります。また、本資料に記載されている価格はいずれも、別段の表記がない限り、参考価格となります。貴社の最終的な購入価格は、貴社のリセラー様に
より決定されます。マイクロソフトは、本資料の情報に対して明示的、黙示的または法的な、いかなる保証も行いません。
© 2019 Microsoft Corporation. All rights reserved.
Microsoft, Windows, その他本文中に登場した各製品名は、Microsoft Corporation の米国およびその他の国における登録商標または商標です。
その他、記載されている会社名および製品名は、一般に各社の商標です。

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