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Red Hat、ハイパフォーマンス・コンピューティングとクラウド環境のギャップを埋めるため米国エネルギー省の研究所と協力

次世代HPCワークロードを実行するベストプラクティスを確立しエクサスケールのスーパーコンピュータ導入に向けた準備を支援するために協力

東京 -

[ノースカロライナ州ローリー2022年5月31日(現地時間)発表]アメリカ報道発表資料抄訳

オープンソース・ソリューションのプロバイダーとして世界をリードするRed Hat, Inc.は本日、ローレンス・バークレー国立研究所、ローレンス・リバモア国立研究所、サンディア国立研究所を含む米国エネルギー省(DOE)の複数の研究所と協力し、ハイパフォーマンス・コンピューティング(HPC)におけるクラウドネイティブの標準規格とプラクティスを推進することを発表しました。

Red HatとDOEの研究所とのパートナーシップは、新しい世代のHPCアプリケーションが分散ファイルシステムストレージを利用しながらコンテナ内でエクサスケールで動作することを可能にするもので、業界と研究分野のリーダー間におけるコラボレーションの代表的な例になるでしょう。

Earl Joseph博士

Hyperion Research 最高経営責任者

HPCの採用は従来のユースケースを超えて拡大しており、人工知能、機械学習とディープラーニング、コンピュート、およびデータ駆動型分析の進歩に伴い、スケーラブルでコンテナ化されたワークロードを従来のHPCインフラストラクチャ上で実行可能にすることに対して、企業の関心と必要性が高まっています。業界アナリスト企業Hyperion Researchによると、AIワークロードの流入に押される形で2025年にはすべてのHPCシステムの収益のおよそ3分の1がAI中心のシステムによって占められ、5年間で23%近いCAGRを示すと予想されます。1 さらに、HPCユーザーのHPC対応AIワークロードのほぼ20%は、現在クラウド上で実行されています。2

Red Hatはハイブリッドおよびマルチクラウド環境全般のクラウドネイティブの革新的なリーダーであり、また各研究所は大規模なHPCのデプロイメントの必要性と固有の需要を理解しています。今回のコラボレーションは、テクノロジーのベストプラクティスの共通の基盤を確立することにより、標準化されたコンテナ・プラットフォームを使用してHPCとクラウド・コンピューティングの実装形態をリンクさせ、クラウド対応HPCアプリケーションを構築する際の潜在的ギャップを埋めるとともに、業界、企業、およびHPCのデプロイメントのための共通の使用パターンを作ることを目指します。

Red Hatは各研究所と協力し、標準化、規模、クラウドネイティブ・アプリケーション開発、およびコンテナ・ストレージという、現在のギャップに対応しエクサスケール・コンピューティングの基盤の構築に役立つ4つの特定分野の促進に注力します。Red HatとDOEの研究所の協同プロジェクト例としては、以下などがあります。

標準コンテナ・テクノロジーのHPCへの導入

Red Hatとバークレー研究所の国立エネルギー研究科学計算センター(NERSC)は、特にテクノロジーがエッジからクラウド、HPC環境までをカバーする場合、コンピューティングの革新の実現には標準規格ベースのソリューションが重要であることを理解しています。コンテナ・セキュリティからコンテナ化されたワークロードのスケーリングまで、共通の広く認められたプラクティスは、HPC施設がコンテナ・テクノロジーを最大限に活用するために役立ちます。大規模HPCシステムの固有要件をさらに満たし、エクサスケール・コンピューティングでのコンテナ利用の実現への道を拓くために、Red HatとNERSCは協力してPodman (Linuxシステム上のコンテナイメージの開発、管理、実行のためのデーモンレスのコンテナエンジン)の機能を拡張し、NERSCのカスタム開発ランタイムであるShifterを代替できるようにします。

Kubernetesの大規模な実行

Red Hatは過去数年にわたり、スーパーコンピュータの運用者がLinuxコンテナおよびその他のクラウドネイティブ・コンピューティングの構成要素をより容易に利用できるようにするために、サンディア国立研究所と共同でSuperContainersプロジェクトを進めてきました。今回のコラボレーションの拡張で、Red Hatとサンディア国立研究所は、Kubernetesベースのインフラストラクチャの極めて大規模なデプロイメントのシナリオを研究し、コンテナ化されたワークロードをユーザーに提供するための、より容易で、明確に定義された仕組みの提供を目指します。

従来のHPCジョブとクラウドネイティブ・ワークロードの橋渡し

Red Hatとローレンス・リバモア国立研究所は、標準化されたプログラムのインタフェースを通してFlux等のHPCジョブ・スケジューラをKubernetesに導入するために協力し、スーパーコンピュータ運用者をサポートするITチームによる、従来の並列的ワークフローとコンテナ化されたジョブの両方の管理の向上(このテクノロジーの組み合わせとアクセラレータや高速ネットワーク等の低レベルのハードウェアデバイスとの連携動作の監視を含む)を支援します。

コンテナ用ストレージの再考

コンテナをHPCと商用クラウドリソースの両方で効果的に使用するには、各種コンテナイメージ形式の管理および分散ファイルシステムへのアクセス提供のために、一連の標準インタフェースが必要になります。Red Hatと上記3つのDOEの国立研究所は、他のコンテナ・エンジンとの間でコンテナ・イメージの移行とデプロイを可能にする仕組みを定義し、ユーザーが一般的なコンテナ・ランタイム・プラットフォーム間で自由にアプリケーションを移動できるようにすること、および分散ファイルシステムを永続ストレージとして使用可能にする仕組みを作ることを目指します。

今回のコラボレーションや世界有数のスーパーコンピュータをサポートしてきたRed Hatの経験を通して、HPC施設はその環境に伴う膨大な複雑性を除去できるようになり、DOEによるデプロイが進んでいる米国の一連のエクサスケール・マシンにベネフィットをもたらします。

サポートコメント

Red Hat シニア・バイスプレジデント兼最高技術責任者 クリス・ライト
「HPCコミュニティは計算集約アプリケーションの実験場としての役割を果たしており、新しい一連の科学の課題や問題への対応に役立てるため早期にコンテナを採用しました。HPC施設の間で標準化の欠如は、大規模なHPC、商用およびクラウド環境を効果的にカバーするとともに、新しく登場するハードウェアアクセラレータを利用できる、コンテナ化されたアプリケーションの構築と実装を阻む障壁となっています。主要な研究所とのコラボレーションを通して、これらの障壁を取り除くための作業を行い、次世代のHPCワークロードを解放する扉を開きます。」

Hyperion Research 最高経営責任者 Earl Joseph博士
「ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラストラクチャは、コンテナを使用するワークロードを含む、今日の異種混合ワークロードの要件に適合する必要があります。Red HatとDOEの研究所とのパートナーシップは、新しい世代のHPCアプリケーションが分散ファイルシステムストレージを利用しながらコンテナ内でエクサスケールで動作することを可能にするもので、業界と研究分野のリーダー間におけるコラボレーションの代表的な例になるでしょう。」

ローレンス・バークレー国立研究所 シニア・エンジニア Shane Canon氏
「PodmanコミュニティおよびRed Hatのエンジニアとの協力は、最大のHPCワークロードに対応する規模と性能をPodmanで実現するための拡張機能の研究と共同開発に役立っています。すでに私達は、Perlmutter上の512 GPUノードでこれを実証しました。NERSCはHPCとクラウドネイティブ・ワークロードのコンバージェンスを目の当たりにしており、Podmanはこの2つの世界の橋渡しに役立つ重要なツールになると思われます。」

ローレンス・リバモア国立研究所 最高技術責任者 Bronis R. de Supinski氏
「ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラストラクチャは多様化が進んでおり、従来とは異なるHPCワークフローの実行に使用されることが増えています。様々なタイプのワークフローをスケジューリングする仕組みを提供する必要があり、KubernetesやRed Hat OpenShift等のコンテナ・オーケストレーション・フレームワークが、HPCとクラウドの領域のコンバージェンスに効果的に貢献するソフトウェア・エコシステムの重要な部分になると予想されます。」

サンディア国立研究所 研究開発マネージャー兼コンピュータ・サイエンティスト Andrew J. Younge博士
「サンディアとDOEは、従来のバッチ・ベースのモデリングおよびシミュレーション・コードを超える、より多様なHPCワークロードをサポートする必要性の増大を感じています。それには、現在のシミュレーション機能との緊密な連携の中で、サービス、タスク、およびデータ永続性モデルを同時に実現する、新しい革新的な方法を見つける必要があります。さらに、ワークロードの可搬性は依然として重要な考慮事項であり、私達のコード・デプロイメント戦略にとって今ではコンテナが重要な構成要素になっています。PodmanとKubernetesベースのOpenShiftに関するサンディアとRed Hatの協力によって、モデリングおよびシミュレーション機能をサービスとしてサンディアの設計者とアナリストのコミュニティに提供する方法を検討することができます。」

1 出典:Hyperion Research、「Worldwide HPC-based Artificial Intelligence (AI) Market Forecast, 2020-2025(世界のHPCベース人工知能(AI)市場予測、2020~2025年)」
2 出典:Hyperion Research、「HPC and Containers — An Intriguing Combination(HPCとコンテナ―魅力的な組み合わせ)」

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