[Oracle Cloud] HPC/GPUについて調べてみた |

本記事の目的

Oracle Cloud Infrastructure(以下、OCI)のHPC/GPU周りを調べたメモ。

そもそもHPC/GPUとは？

・HPC科学技術計算の救世主か－GPUで作れる「プライベートスパコン」
の説明が分かりやすそうだったので、少し抜粋させて頂く。

HPCとは、ハイ・パフォーマンス・コンピューティング、高性能計算のことです。
HPCは、科学技術計算用途で多く利用され、巨大なスーパーコンピュータで計算することが一般的でした。しかし、GPU（グラフィック・プロセッシング・ユニット）の発展によりHPCに大きな変化が訪れています。

これまでのHPCでは、数100億円～1,000億円という莫大な予算を掛けたスーパーコンピュータ（スパコン）が使われていました。これほど大きな予算を使えるのは、国の研究所などごく一部です。よって、HPCではごく少数のスパコンを共同利用するのが一般的でした。

これまでの、HPC・スパコンの概念を崩すことになるのが、近年発展著しいGPUです。GPUを使えば、HPCに自由に使える「プライベートスパコン」の構築も可能です。

GPUは、グラフィック・プロセッシング・ユニットの略で、その名の通り元々３Dゲームや映画のCG作成などの画像処理に使われていました。（中略）GPU活用で、HPC用の「プライベートスパコン」を手に入れることができるのです。
国家レベルの予算が必要だったスパコン。HPCへのGPU活用で、企業などの1組織が「プライベートスパコン」を所有し、自由に研究に使うことが可能となりました。このパラダイムシフトにより、今後の科学技術研究のスピードが大きく変わってくるかもしれません。

OCIにおけるHPCの取り組み

・High Performance Computing (HPC) on Oracle Cloud Infrastructure

・ハイパフォーマンス・コンピューティング

・Oracle Cloud Infrastructure: コンピュートおよびHigh-Performance Computing ロードマップ・アップデート

HPCにおけるOracle Cloud Infrastrucgture(OCI)の既存ポートフォリオはクラス最高のものです。この領域で十分な機能を提供できていない他のクラウド・プロバイダーのサービスとは異なり、オンプレミスのHPCクラスターに匹敵するものとなっています。

・NVIDIA A100 Bare Metal Performance in Oracle Cloud Infrastructure

Oracle Cloud Infrastructure is making available a system featuring NVIDIA’s Ampere architecture, the next generation of data center computing hardware. The A100 shape has been tuned to give the best possible performance and adds to a growing list of performance systems that provide on-premises performance in the cloud.

提供されているGPUインスタンスの種類

マニュアルの「Compute Shapes」にも載っているが、「Cloud Price List」の方が一覧で載ってて分かりやすい。

画面ショット（2020/12/04時点）

NVIDIAのP100,V100,A100というモデルに対応。A100は現時点ではベアメタルのみリリース。

GPUインスタンスの利用手順

・マニュアル「Oracle Cloud InfrastructureでのNVIDIA GPU Cloudの使用」

・GPUインスタンスでディープラーニング – Oracle Cloud Infrastructureアドバンスド

OCIチュートリアルに記事があった。

GPUインスタンス作成からPyTorch（オープンソースの機械学習ライブラリ）での実行確認まで。

Qiitaにもいくつか記事があったのでメモ。

・Oracle Cloud (OCI) で GPU の VM インスタンスを CentOS で使おう

・Oralcle CloudでNVIDIAのGPUインスタンスを構築する

・各種クラウドと地上の PC で NGC のコンテナーイメージを動かしてみた

その他

・NVIDIA GPU CloudをOracle Cloud Infrastructure上で利用してディープラーニングを行う

OCIのマーケットプレイスにも使えそうなイメージが色々あるので、チェックしてみると良さげ。

例

・AI (All-in-One) GPU Image for Data Science

This image contains open source AI/ML/DL frameworks like TensorFlow 2, PyTorch. Keras, MXnet, Scikit-learn, Seaborn, Pandas, NumPy, Matplotlib and more than 100 other Python machine learning libraries with necessary utilities for running Machine Learning/Deep Learning development and training workloads on Oracle Cloud Infrastructure. The image also includes open source distribution of JupyterLabs Jupyter Notebook. R support has been dropped.

Oracle-Linux-7.8-Gen2-GPU-2020.05.26-0
•   Image Family: Oracle Linux 7.x
•   Operating System: Oracle Linux
•   Kernel Version: kernel-uek-4.14.35-1902.302.2.el7uek.x86_64.
•   CUDA Version: 10-2-10.2.89-1
•   cuDNN Version: 7.3.1
•   Release Date: June 1, 2020

・oci-hpc-runbook-openfoam

とある研修動画内で紹介されていたopenfoam（オープンソースの流体解析などを得意とするライブラリらしい）を利用したデモや手順を紹介している。