云为高性能计算（HPC）带来了许多新的可能性。但是，大数据分析工具有哪些，虽然云提供了最新的技术和各种各样的机器类型（VM），但并不是每个VM都适合HPC工作负载的需求。

Google cloud的计算优化（C2）机器是专门为满足计算最密集的工作负载而设计的，比如科学计算等领域的HPC应用，计算机辅助工程（CAE）、生物科学和电子设计自动化（EDA）等。

C2基于第二代Intel®Xeon®可扩展处理器，提供多达60个虚拟核（VCPU）和240GB的系统内存。C2s可以在3.8GHz的持续频率下运行，与上一代VMs相比，在一般应用中可以提供40%以上的改进。与上一代虚拟机相比，新零售企业应用中心，总内存带宽提高了1.21倍，内存带宽/vCPU提高了1.94倍。1在这里，我们将更深入地了解如何使用C2虚拟机处理谷歌云上的HPC工作负载。

资源隔离紧密耦合的HPC工作负载依赖于资源隔离来实现可预测的性能。C2用于隔离和一致映射共享物理资源（例如CPU缓存和内存带宽）。其结果是减少了可变性和更一致的性能。C2还公开并允许用户在更大的虚拟机上显式控制CPU电源状态（"C状态"），从而实现更高的有效频率和性能。

NUMA节点除了硬件改进之外，Google Cloud还对C2实例进行了许多针对HPC的优化。在许多情况下，紧密耦合的HPC应用程序需要仔细地将进程或线程映射到物理核心，同时还要注意确保进程访问最接近其物理核心的内存。C2s为来宾操作系统（OS）提供NUMA域的显式可见性和控制，实现最高性能。

AVX-512支持第二代Xeon处理器支持Intel Advanced Vector Extension 512（Intel AVX-512）以实现数据并行。AVX-512指令是SIMD（单指令多数据）指令，与其他更宽的寄存器一起，可以将64个单精度（或32个双精度）浮点运算打包到一条指令中。这意味着在每个时钟周期中可以做更多的工作，从而减少总体执行时间。第二代Xeon处理器中的最新一代AVX-512指令包括DL Boost指令，通过将三条INT8指令合并为一条指令，从而最大限度地利用计算资源，更好地利用缓存，并避免潜在的带宽瓶颈，大数据可视化，从而显著提高AI推断的性能。

低-最新的yhpc工作负载通常扩展到多个节点，以加快完成时间。googlecloud已经在C2上启用了"紧凑布局策略"，云服务器报价，该策略可以将多达1320个vcpu放置在物理上非常接近的位置，从而最大限度地减少跨节点延迟。紧凑的布局，结合英特尔MPI库，企业应用管理，优化了HPC应用程序的多节点可扩展性。您可以在这里了解更多关于确保多节点工作负载低延迟的最佳实践。

开发工具通过硬件优化，英特尔提供了一套全面的开发工具（包括性能库、英特尔编译器、，以及性能监视和调优工具），以便使用矢量化、多线程、多节点并行化和内存优化方面的最新技术简化代码的构建和现代化。在这里了解更多关于Intel的Parallel Studio XE的信息。

将所有这些结合起来

结合在谷歌云栈中所做的所有硬件改进和优化，C2虚拟机的性能比上一代N1虚拟机高出2.10倍，适用于大致相同大小的虚拟机的HPC工作负载。2