每月 5 美元的虚拟机可以跻身 1993 年的超算前三

2024年 7月 16日 76.3k 0

每月 5 美元的虚拟机可以跻身 1993 年的超算前三-1

当然,如果你真的关注性能,市面上自然有更出色的选择。

今年是 TOP500 公开排名全球最快超级计算机 30 周年。

为纪念这个重要的里程碑,也因应科罗拉多州正在举行的年度超级计算大会,我们想弄个有趣但稍显愚蠢的实验:看看以今天技术,我们能以多低的成本重现 1993 年超级计算机十强的性能。于是,我们在云上运行了几台虚拟机,并对 HPLinpack 基准进行了编译测试。这里简单透露一下:我们这项实验的结果,你可能并不会太震惊。

到 1993 年年末,最快的超级计算机是日本国家航空实验室的富士通数值风洞。这台装备了 140 个 CPU 核心的系统,能够实现 124 GigaFLOPS 的双精度(FP64)计算能力。

如今,我们的系统已经 突破 了 exaFLOPS 的难关,然而在 1993 年 11 月,如何在功率最高的十个系统中占据一席之地呢?只要你的 FP64 性能超过了美国 CM-5/544 机型的 15.1 GigaFLOPS。因此,我们设定的目标是让云虚拟机超过 15 GigaFLOPS 的性能。

在我们分析结果之前,有几点值得一提。如果我们选用了支持 GPU 的实例,我们知道我们能够达到更高的性能。不过,云端的 GPU 实例租赁并不便宜,并且在 2000 年年中至年底,GPU 才真正开始广泛出现在 TOP500 的超级计算机中。此外,在 CPU 上运行 Linpack 比在 GPU 上运行要容易得多。

这些测试只是为了纪念 30 周年,只是稍微有点新颖,决不具有科学严谨或详尽无遗的特征。

一台 5 美元的云虚拟机对比一部 30 年前的 TOP500 超级计算机

但在开始测试前,我们需要开启一对 VPC。在本次测试中,我们选择在 Vultr 上运行 Linpack,但其实在 AWS,Google Cloud,Azure,Digital Ocean 或者是你喜欢的任何云服务商上,这都同样适用。

首先,我们启动了一个月费 5 美元的虚拟机实例,它具备了一个共享的 vCPU,1GB 的内存和 25GB 的存储。准备就绪后,我们便启动了 Linpack 的编译。

在这,事情可能会有些复杂,因为我们实际上可以对系统进行一些调优,挤出一些额外的 FLOPS。然而,考虑到这只是一个测试,也为了尽可能保持简单,我们选择了依照 这个指南 进行操作。此份操作手册是基于 Ubuntu 18.04 编写的,但是我们发现在 20.04 LTS 上运行也一切正常。

为了产生我们的 HPL.dat 文件,我们利用了一个巧妙的 表单,它会自动产生一个优化版的 Linpack 运行配置。

我们对几种不同类型的虚拟机进行了三次基准测试,并从每次运行中挑选出最高的得分。以下就是我们的发现:

实例类型 vCPU RAM (MB) 存储 (GB) Rmax GFLOPS 每月费用 (美元)
Regular shared 1 1024 25 31.21 5
Premium shared 1 1024 25 51.85 6
Premium shared 2 2048 60 87.46 18
Premium shared 4 8192 180 133.42 48

从我们的测试结果可以看出,一个单一的共享 vCPU 在与 1993 年 11 月十大超级计算机的比较中表现出颇为出色的性能。

我们通过一个 CPU 线程就获得了 31.21 GigaFLOPS 的 FP64 性能,这使得我们的虚拟机与 1993 年排名第三的超级计算机 —— 明尼苏达超级计算中心的 30.4 GigaFLOPS CM-5/554 Thinking Machines 系统相提并论。这确实令人吃惊,因为那台系统拥有 544 个 SuperSPARC 处理器,而我们的系统只有一个 CPU 线程,虽然我们的系统运行在更高的时钟速度下。

如你从上面的图表中所见,每月多花 1 美元,我们的性能跃升至 51.85 GigaFLOPS,而选择一个价值 18 美元的“高级”共享 CPU 实例,双线程使我们进一步接近 87.46 GigaFLOPS 的性能。

然而,要超过 富士通的数值风洞,我们需要升级到四个 vCPU 的虚拟机,由此我们抓取到了 133 GigaFLOPS 的 FP64 性能。然而不幸的是,升级到四个线程的费用跳到了每月 48 美元。达到这个价格,Vultr 实际上是在销售部分 GPU,我们预计如果采用 GPU,性能应会有显著提升,效率也会更高。

更好的选择

我们需要明确的是,这些都是我们选择的共享类型实例。一般来说,共享实例意味着在一定程度上进行了超额配置。

由于共享实例可能会受到其他租户的影响,这也使得性能有时难以预知,甚至每次运行的性能都可能略有不同,这主要取决于云区域中主机系统的载荷状态。

在我们的非常不科学的测试中,我们并未观察到太多的性能变化。我们想这可能是因为核心并未处在过高的负载下。在专有 CPU 实例上进行同样的测试,结果与我们每月 6 美元的共享实例相若,但成本高达五倍。

但是,除了这场小实验的新奇趣味之外,这没太多实际意义。如果你需要在短时间内获得大量 FLOPS,有许多已优化的 CPU 和 GPU 实例可供选择。它们的成本无法与每月 5 美元的实例相媲美,然而大多数实例是按小时账单的,因此实际成本将取决于你完成工作的迅速程度。

此外,让我们不要忘记,你的智能手机与这些存在已久的 30 年老计算系统相比,又会有怎样的对比呢?

(题图:MJ/16cf957e-a4e4-43b1-99b2-df0574a064dc)

via: https://www.theregister.com/2023/11/14/five_dollar_supercomputer/

作者:Tobias Mann 译者:ChatGPT 校对:wxy

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