VIRTUALIZATION SOLUTION

仮想化ソリューション

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HPCでも仮想化技術を活用することで様々なことが可能になります。

「仮想化ソリューション」というと、クライアント管理やセキュリティ対応・BCP(事業継続計画)の観点から導入されるWindowsクライアントを仮想化する「VDI(Virtual Desktop Infrastructure)」、設置スペースの削減・リソースの効率的な利用・可用性の向上・管理工数の削減などを目指してサーバを仮想環境に集約する「サーバ仮想化」などがイメージされると思います。
パフォーマンス最優先のHPC、そんな世界を中心にお客様にマシンやシステムを提供しているVTが、「仮想環境」なんてと思われるかもしれません。しかし、特にコンテナ型仮想環境の活用は、ライブラリ依存性の強いDeep Learning環境を始め、特定のアプリケーション専用の仮想環境を用意し、簡便に利用していくスタイルは注目を集めています。
マシンや仮想環境の進化とお客様の様々なご要望の中で、VTは多様な仮想環境をご提案しています。お気軽にHPCコンシェルジュにご相談ください。

例えば、こんなことに
困っていませんか?

  • 使いたいアプリケーションが古いOSでしか動かないので、ハードを更新できない。
  • サーバを集約したいが、対応OSが異なる色々のアプリケーションを使っている。
  • Deep Learningで別のフレームワークを試したり、現在使っているフレームワークをバージョンアップしたいが、
    パッケージの依存関係が複雑で、既存環境を壊してしまわないか心配。
  • 定期的に収集されるデータをリアルタイムで処理したいが、マシンダウンが心配。
  • 予算とスペースの関係で、これまの複数のサーバを集約し、効率的に使いたい。
  • サーバの運用管理を楽にしたい。
  • 定期点検の停電時で、せっかくのJobを停止しなければならない。

仮想環境を利用することで解決できます!

  • サーバを集約して効率的に運用する。
  • サーバを冗長構成にて可用性を高める。
  • スナップショットやバックアップ、サーバの動作管理が簡単に行える。
  • Windows上でLinux環境をどうさせるなど、マシン上に多彩なOS環境やアプリケーションを提供できる。
  • 仮想マシンやDockerイメージなどで、柔軟性とポータビリティに富んだ多彩な環境を提供する。
  • 停電などでも、先だって仮想イメージを書き出しておくことで、処理の中断と再開をサポート。

HPC向け活用例

  • パブリッククラウド上にHPCクラスタを構築する。
  • 既存のHPCクラスタに、クラウド上の計算ノードを参加させたハイブリッド構成を実現する。
  • ハイパーバイザ型の仮想環境に、クラスタのヘッドノード、ユーザ認証やライセンスサーバ、監視サーバなどを集約したり冗長構成とすることで、効率的で可用性の高い環境を構築する。

機械学習/AI向け活用例

  • Linux環境上でコンテナを使って、DeepLearningのフレームワークを利用する。
  • ハイパーバイザー型の仮想環境を導入したサーバで、GPUをパススルーした仮想マシンを作成し、各ユーザが利用する。
  • WindowsPCにホスト型仮想環境を導入し、Linuxの仮想マシンを用意してデータの前/後処理などを行う。

PROPOSAL 多彩な仮想環境のご提案します

  • ハイパーバイザ型仮想環境

    専用のハイパーバイザ(仮想化OS)をコンピュータに導入し、仮想マシンを実現します。サーバ環境の高可用性や効率的運用・管理工数の削減を実現します。

    ・Microsoft Hyper-V
    ・VMwareESXi(vSphere)
    ・Linux KVM
    ・Proxmox VE
    など

  • ホスト型仮想環境

    ホストOS上で仮想化ソフトを実行させ、その上に仮想マシンを稼働させます。ワークステーションでも多様なOS環境を運用することができます。

    ・Oracle VM VitualBox
    ・クライアント Hpyer-V
    ・Linux KVM
    ・Parallels Desktop for Mac
    など

  • コンテナ型仮想環境

    ホストOS上でコンテナプロセスを実行してアプリケーションを利用します。簡便に様々なアプリケーションを利用できます。

    ・Docker
    ・Singularity

  • パブリッククラウド IaaS / Saas サービス

    クラウドサービスでHPCインスタンスを利用します。必要なときに必要なマシンパワーを利用できます。
    最近では、スケーラブルなHPCクラスタもクラウド上で簡単に実現できます。

    ・Rascal
    ・Microsoft Azure
    ・AWS
    ・Google Cloud Platform
    ・IBM Cloud
    など

TOPICS オーバーヘッドが少なく構築にも手間のかからない、
Dockerコンテナによる仮想環境が、今、注目されています!

Docker向けのコンテナ共有サービス「Docker Hub」をはじめとして、多くのコンテナイメージが公開されています。
イメージをダウンロードして、「docker run」するだけで、アプリケーションが実行できます。
もちろん、ご自分の利用環境に合わせた、オリジナルのイメージを作成することもできます。
アプリケーションをコンテナとして実行することで、柔軟性とポータビリティが得られます。

GPUをサポートするコンテナを稼働させるDocker環境としては、NVIDIA社製GPUを前提に、DockerエンジンとNVIDIA社が作成したプラグインやカスタムランタイムモジュールであるNVIDIA-Dockerの組み合わせが使われていました。しかし、Docker自体がJPUネイティブにサポート(Ver.19.03以降)するに及び、現在は改称されたNVIDIA Container Toolkit(NVIDIA社製GPUを使うのに必要なランタイムライブラリ群)との組み合わせとなっています。