Explicação dos tipos de instância do AWS EC2: Quando usar cada tipo

Instâncias otimizadas para memória

As instâncias otimizadas para memória são melhores para cargas de trabalho que precisam de mais memória do que potência de CPU ou armazenamento. Essas instâncias lidam com bancos de dados de alto desempenho e aplicativos na memória que processam grandes conjuntos de dados inteiramente na memória para obter tempos de resposta ultrarrápidos.

Série R

As instâncias da série R são criadas para cargas de trabalho com muita memória. Eles oferecem uma relação mais alta entre memória e VCPU, o que os torna uma ótima opção quando seu aplicativo requer muita RAM, mas não necessariamente uma grande quantidade de poder de computação.

Podemos usá-los para:

• Cache na memória: Ideal para ferramentas como Redis ou Memcached que dependem de acesso rápido aos dados.
• Análise de big data em tempo real: Perfeito para processar e analisar dados na memória, com baixa latência.
• Aplicativos corporativos: Excelente para aplicativos grandes que precisam de alocação sólida de memória para serem executados de forma confiável.

Algumas de suas opções populares incluem r5, r6a, r8g e r4. Cada um deles vem em tamanhos diferentes, dependendo de suas necessidades. 

Séries X e Z

As instâncias da série X oferecem extrema capacidade de memória e são projetadas especificamente para cargas de trabalho corporativas com uso intensivo de memória. Você pode usá-los para tudo:

• SAP HANA
• Bancos de dados na memória
• Análises em tempo real e em grande escala

Alguns de seus modelos padrão são x1e, x2gd e x8g.

As instâncias da série Z são um pouco diferentes. Eles combinam alta memória e alta frequência de CPU, o que os torna ideais para você:

• Automação de design eletrônico (EDA)
• Simulações financeiras
• Grandes bancos de dados relacionais
• Litografia computacional

Se a sua carga de trabalho exigir um bom desempenho de thread único e uma quantidade considerável de RAM, a série Z (como o Z1d) oferece um desempenho equilibrado.

Instâncias otimizadas para armazenamento

As instâncias otimizadas para armazenamento usam SSDs de alta velocidade (NVMe) conectados localmente, que são ideais para cargas de trabalho que exigem armazenamento extremamente rápido e confiável. É por isso que você pode usá-los para bancos de dados NoSQL, lagos de dados ou processamento de dados em grande escala que exijam alto IOPS (Input/Output Operations Per Second, operações de entrada/saída por segundo).

Vamos dar uma olhada em algumas instâncias comuns disponíveis otimizadas para armazenamento: 

Série I, série D, série H

A tabela a seguir mostra os detalhes de cada série de instância:

Para obter a lista completa de instâncias das séries I, H e D, consulte a documentação.

Desempenho do armazenamento local

O armazenamento local usa SSDs NVMe, proporcionando um desempenho extremamente rápido com IOPS (operações de entrada/saída por segundo) muito alto, latência abaixo de milissegundos e alta taxa de transferência para seus aplicativos. No entanto, ele é efêmero, o que significa que os dados são perdidos quando a instância é interrompida ou encerrada.

É por isso que o armazenamento efêmero é usado principalmente para:

• Espaço de trabalho temporário
• Armazenamento de buffer/cache
• Bancos de dados temporários de alta velocidade (como Redis, Cassandra com réplicas)

Por outro lado, os volumes apoiados pelo EBS (Elastic Block Store) são um armazenamento persistente que permanece disponível mesmo que a instância seja interrompida. O EBS é conectado à rede e é altamente durável, oferecendo recursos como snapshots para facilitar o backup e a recuperação. Isso o torna ideal para cargas de trabalho em que a persistência de dados é importante, como bancos de dados e arquivos críticos.

Embora o armazenamento efêmero ofereça um desempenho incrível, ele não oferece durabilidade dos dados. Por outro lado, o armazenamento apoiado em EBS oferece excelente durabilidade e resiliência, ideal para cargas de trabalho que precisam de desempenho e proteção de dados.

Instâncias de computação acelerada

As instâncias de computação acelerada, também chamadas de instâncias aceleradas por hardware, são usadas quando precisamos de hardware especializado, como GPUs (unidades de processamento gráfico), FPGAs (matrizes de portas programáveis em campo) ou chips personalizados da AWS para descarregar tarefas de computação intensiva que seriam muito lentas ou ineficientes apenas em CPUs. 

É por isso que eles oferecem desempenho aprimorado e são adequados para cargas de trabalho que exigem processamento paralelo pesado ou cálculos complexos.

Instâncias baseadas em GPU (famílias P e G)

As instâncias baseadas em GPU são perfeitas para tarefas que exigem computação paralela avançada. Com as GPUs NVIDIA em seu núcleo, essas instâncias são otimizadas para cargas de trabalho pesadas, como treinamento de modelos de ML, renderização 3D, jogos de ponta e outras tarefas com uso intensivo de gráficos.

Duas famílias importantes na categoria de instância baseada em GPU são:

• Família P (por exemplo, P4, P5): Eles são equipados com GPUs NVIDIA e são adaptados para aplicativos de machine learning (ML) e computação de alto desempenho (HPC).
• Família G (por exemplo, G4, G5): Também alimentados por GPUs NVIDIA, eles são ideais para cargas de trabalho gráficas, inferência de ML e streaming de jogos.

Instâncias especializadas em IA/ML (famílias Infm e Trn)

Para cargas de trabalho de IA e machine learning, as famílias de instância otimizada para Inferentia (Inf) e instância otimizada para Trainium (Trn) são criadas com silício personalizado da AWS, como os chips AWS Inferentia e AWS Trainium. Eles podem treinar e inferir modelos de aprendizagem profunda em escala para oferecer um desempenho de preço de primeira linha.

• Família de informações (por exemplo, Inf1, Inf2): Essas instâncias são perfeitas para tarefas de inferência de baixa latência e alta taxa de transferência, com o suporte dos chips AWS Inferentia.
• Família Trn (por exemplo, Trn1, Trn2): Otimizados para o treinamento de modelos de aprendizagem profunda distribuída, eles fornecem interconexões de alta velocidade e capacidade de computação substancial, impulsionados pelos chips AWS Trainium.

Essas instâncias são dimensionáveis e suportam as estruturas TensorFlow, PyTorch e Apache MXNet para aumentar a eficiência e oferecer desempenho contínuo.

Podemos usá-los para:

• Treinamento de aprendizagem profunda em escala: Use o Trn1 para treinamento econômico e de alto desempenho de modelos grandes.
• Inferência de IA a baixo custo: Use o Inf1 para obter uma inferência de modelo rápida e de baixo custo.
• Implantações de IA em larga escala: Oferece suporte a ambientes com milhões de inferências por segundo, como mecanismos de recomendação, reconhecimento de fala e veículos autônomos.

Como escolher a instância correta do EC2?

Com tantos tipos de instância disponíveis, é bastante desafiador saber o que procurar para que você possa aproveitar ao máximo o que a AWS oferece. Então, vamos ver como você e sua equipe podem fazer escolhas confiantes que equilibrem desempenho, custo e escalabilidade.

Principais fatores de decisão

Comece considerando o que sua carga de trabalho realmente precisa. Identifique a potência da CPU, a memória, o armazenamento e os requisitos de rede de que você precisa, pois diferentes cargas de trabalho exigem diferentes tipos de instância. 

Você também deve levar em consideração o comportamento do seu tráfego. Ela é constante e previsível ou tem um pico em determinados momentos? Isso pode nos ajudar a decidir se vamos optar por algo que possa ser dimensionado sob demanda.

E, na maioria das vezes, trabalhamos com restrições de custo, portanto, avaliamos o desempenho em relação ao que estamos dispostos a gastar. Se não precisarmos de armazenamento persistente, o uso do armazenamento efêmero poderá nos poupar bastante em comparação com os volumes do EBS.

Ferramentas da AWS para seleção

Felizmente, a AWS nos oferece várias ferramentas para restringir as opções. Aqui estão algumas delas:

• O Instance Explorer é uma maneira rápida de filtrar os tipos de instância com base nas especificações que você procura.
• O AWS Compute Optimizer analisa como você está usando as instâncias atualmente e sugere opções melhores, se existirem.
• A AWS Pricing Calculator estima os custos antecipadamente, o que é ótimo se você quiser comparar as opções antes da implementação.

Benchmarking e testes

Mesmo com todas essas ferramentas, ainda vale a pena você mesmo executar alguns testes. O benchmarking de diferentes instâncias em nosso ambiente nos mostra como elas se comportam em cargas de trabalho reais. Isso nos dá uma noção melhor de desempenho, latência e custo, tudo com base no que realmente importa para nós.

Custo e opções de compra

Quando se trata de EC2, a maneira como compramos instâncias pode afetar nossos custos gerais. Como a AWS oferece várias opções de compra, cada uma adaptada a diferentes cargas de trabalho, vamos ver como escolher a opção certa para o nosso projeto atual e como gerenciar nossas contas de nuvem de forma eficaz.

Instâncias sob demanda

As instâncias sob demanda nos dão mais flexibilidade. Podemos lançá-los sempre que precisarmos, pagar por segundo e encerrá-los com a mesma facilidade, sem a necessidade de compromissos. Eles são perfeitos para você:

• Projetos de curto prazo
• Cargas de trabalho pontiagudas ou imprevisíveis
• Começar rapidamente sem planejamento prévio

Mas essa flexibilidade tem um preço mais alto. Para cargas de trabalho previsíveis ou de longa duração, outras opções podem economizar muito mais ao longo do tempo.

Instâncias reservadas e Spot

As instâncias reservadas são ideais quando sabemos que uma carga de trabalho será executada de forma consistente por um longo período. Ao se comprometer com um prazo de um ou três anos, você pode economizar até 75% em comparação com os preços sob demanda. É uma medida inteligente para executar aplicativos estáveis e sempre ativos.

As instâncias pontuais, por outro lado, são melhores para um orçamento apertado. A AWS oferece capacidade não utilizada com descontos enormes, de até 90%, mas isso pode ser retirado com pouco aviso prévio. Isso significa que eles são melhores para trabalhos que podem suportar interrupções, como:

• Processamento em lote
• Análise de dados
• Cargas de trabalho de CI/CD
• Serviços sem estado

Comparação rápida: Instâncias sob demanda vs. reservadas vs. spot

Aqui está uma tabela rápida, lado a lado, para ajudar você a decidir:

Para obter uma comparação mais detalhada, consulte o site oficial da AWS.

Dicas de otimização de custos

Para aumentarainda mais nosso orçamento, aqui estão algumas ferramentas e estratégias nas quais podemos nos apoiar:

• Planos de poupança: Eles oferecem preços flexíveis e baseados em compromisso no EC2 e em outros serviços. Podemos economizar até 72% se você se comprometer com o uso consistente.
• Dimensionamento automático: Ajusta automaticamente nossa capacidade para atender à demanda, para que nunca tenhamos excesso de provisionamento.
• Dimensionamento correto: Reveja regularmente os tipos e tamanhos das instâncias para ter certeza de que elas ainda servem. Pequenos ajustes podem significar grandes economias ao longo do tempo.

Conclusão

Não existe uma solução única para todos os casos quando se trata de instâncias do EC2, e isso é bom. Quer você esteja configurando um ambiente de desenvolvimento rápido ou dimensionando um pipeline complexo de machine learning, a AWS nos dá a flexibilidade de escolher exatamente o que precisamos.

O segredo é entender nossa carga de trabalho, conhecer nossas metas de desempenho e estar atento aos custos. Quanto mais intencionais forem as nossas escolhas, apoiadas por ferramentas, testes e um pouco de tentativa e erro, mais você obterá de nossa infraestrutura.

Se você deseja continuar a desenvolver suas habilidades na AWS ou explorar mais o que o EC2 pode fazer, aqui estão alguns recursos que você pode conferir:

• Introdução à AWS - Um ótimo ponto de partida para você entender os principais conceitos e serviços da AWS.
• Tecnologia e serviços de nuvem da AWS - Explore os serviços da AWS e como eles se encaixam no ecossistema de nuvem.
• Segurança da AWS e gerenciamento de custos - Conheça as práticas recomendadas para proteger seu ambiente da AWS e gerenciar os custos de forma eficaz.
• Introdução ao AWS Boto em Python - Um curso prático que ensina você a usar o Boto3 (AWS SDK for Python) para automatizar tarefas e gerenciar recursos do AWS.

Esses recursos ajudarão você a levar suas habilidades em AWS para o próximo nível, com exemplos práticos e aplicativos do mundo real.