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ANSネットワーク管理と運用

ある企業はAWS上でMPI(Message Passing Interface)を使用するHPC(高性能コンピューティング)ワークロードを実行しており、以下の要件を満たすネットワーク構成を検討している。 ・EC2インスタンス間の通信レイテンシーを50マイクロ秒以下に最小化する ・ネットワークスループットを最大化する ・使用インスタンスタイプ:c5n.18xlarge ・インスタンスは同一AZに配置する計画 MPI通信の超低レイテンシー要件を満たすために実装すべきネットワーク設定として最も適切なものはどれか?

A
スプレッドプレイスメントグループにインスタンスを配置し、各インスタンスに複数のENIをアタッチしてネットワーク帯域をチーミング設定で集約する
スプレッドプレイスメントグループはインスタンスを異なるラックに分散させるため物理的距離が増し、インスタンス間レイテンシーが高くなる。またEC2では複数ENIのチーミング(ボンディング)はサポートされておらず、帯域集約もできない。
B
クラスタープレイスメントグループにインスタンスを集約配置し、EFA(Elastic Fabric Adapter)によるOS-Bypass通信でMPIの超低レイテンシー要件を満たす
✓ 正解
クラスタープレイスメントグループで物理的近接性を確保し、EFAのOS-Bypass機能でMPIがカーネルをバイパスして直接通信できるため、50マイクロ秒以下の超低レイテンシーと最大100Gbpsのスループットを同時に実現できる正しい組み合わせ。
C
パーティションプレイスメントグループを使用して障害ドメインを分離し、Jumbo Frame(MTU 9001)を有効化してIPスループットを向上させる
パーティションプレイスメントグループは障害ドメイン分離による高可用性が目的で、インスタンス間のレイテンシー最小化には使われない。Jumbo Frameはスループット向上に有効だが、単体ではHPCの超低レイテンシー要件を満たすには不十分。
D
Dedicated Hostにインスタンスを配置してハードウェアを専有化し、EBSストレージI/OとネットワークI/Oを分離するEBS最適化インスタンスを使用する
Dedicated Hostはハードウェア専有によるライセンス管理やコンプライアンス要件に対応するサービスであり、クラスタープレイスメントグループとEFAが提供するHPC向け超低レイテンシー通信の代替にはならない。EBS最適化はストレージI/O向上の機能。

解説

HPC MPIワークロードにおける超低レイテンシー通信には、クラスタープレイスメントグループ+EFA(Elastic Fabric Adapter)の組み合わせが最適解。 クラスタープレイスメントグループはインスタンスを物理的に近接したハードウェアに配置し、高いビスセクション帯域幅と低レイテンシーを実現する。EFAはENA(Elastic Network Adapter)を拡張したネットワークインターフェースで、OS-Bypass機能によりMPI/NCCLアプリケーションがカーネルをバイパスして直接通信でき、レイテンシーを数マイクロ秒単位に削減する。c5n.18xlargeはEFAをサポートし最大100Gbpsのネットワーク帯域を提供する。 選択肢Aのスプレッドプレイスメントグループは異なる物理ハードウェアラックに分散配置するため物理的距離が増しレイテンシーが高くなりHPC用途には不適切。EC2では複数ENIのチーミング(ボンディング)はサポートされていない。 選択肢Cのパーティションプレイスメントグループは障害ドメインの分離が目的であり、レイテンシー最小化ではなく高可用性向けの配置戦略。Jumbo Frame有効化は有効だがEFAなしでは50マイクロ秒以下の要件を満たせない。 選択肢DのDedicated Hostはハードウェア専有によるライセンス管理・コンプライアンス要件向けのサービスであり、クラスタープレイスメントグループとEFAが提供するHPC向け超低レイテンシー通信の代替にはならない。

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