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SAA高性能なアーキテクチャの設計

機械学習モデルのトレーニングジョブが複数のEC2インスタンスを使用して並列処理を行っています。インスタンス間で低レイテンシ・高スループットの通信が必要です。最も適切なネットワーク構成はどれですか?

A
インスタンスを複数のAZに分散配置し、各AZのENIプライベートIPアドレス経由でVPCルーティングを使用してインスタンス間通信を行う
複数AZへの分散はAZ間でネットワークレイテンシが増加し、マイクロ秒レベルの低レイテンシを必要とするMLトレーニングの並列通信要件に反します。クラスタープレイスメントグループと比較して通信遅延が大幅に高くなります。
B
プレイスメントグループ(クラスタープレイスメントグループ)を使用して同一AZ内に密集配置する
✓ 正解
クラスタープレイスメントグループは同一AZの物理的に近い場所にインスタンスを集約配置し、高帯域幅ネットワークセグメントを共有します。インスタンス間の通信レイテンシが最小化され、強化ネットワーキング対応インスタンスで高い帯域幅を実現でき、MLトレーニングの並列処理ワークロードに最適な構成です。
C
NAT GatewayとインターネットゲートウェイをVPC内に配置し、EC2インスタンス間のトラフィックをそれらを経由してルーティングする
NAT GatewayはVPC内インスタンスからインターネットへの送信専用コンポーネントであり、同一VPC内のEC2インスタンス間通信はVPCのルーティングによって直接処理されます。EC2間の通信最適化には機能しません。
D
パーティションプレイスメントグループ(Partition Placement Group)を使用してインスタンスを異なる物理ラックのパーティションに分散配置する
パーティションプレイスメントグループはHadoopやKafkaなど大規模分散・レプリケーションワークロードの耐障害性向上を目的として設計されており、異なる物理ラックにインスタンスを分散します。インスタンス間の物理距離が増加するためレイテンシが悪化し、低レイテンシ・高スループット要件には不適切です。

解説

クラスタープレイスメントグループは、EC2インスタンスを同一AZの物理的に近い場所に集約配置し、高帯域幅ネットワークセグメントを共有させます。インスタンス間の通信レイテンシが最小化され、強化ネットワーキング(ENA)対応インスタンスでは高いネットワーク帯域幅を実現できます。MLトレーニングのような密接な並列処理が必要なワークロードに最適です。 選択肢Aの複数AZへの分散はAZ間レイテンシが発生し、低レイテンシ要件に反します。 選択肢CのNAT Gatewayはインターネットへの送信トラフィック向けであり、EC2インスタンス間通信にはVPC内のルーティングが使われます。 選択肢DのパーティションプレイスメントグループはHadoopやKafkaなど大規模分散処理の耐障害性向上を目的として設計されており、異なるラックへの分散配置によりインスタンス間の物理距離が増加します。低レイテンシ・高スループット要件には不適切です。

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