Melatih Qwen2 di cluster Slurm A4

Tutorial ini menunjukkan cara melatih model bahasa besar (LLM) pada cluster Slurm multi-node dan multi-GPU di Google Cloud. Model yang Anda gunakan dalam tutorial ini didasarkan pada model parameter Qwen2 1,5 miliar. Cluster Slurm menggunakan dua virtual machine (VM) a4-highgpu-8g, yang masing-masing memiliki 8 GPU NVIDIA B200.

Dua proses utama yang dijelaskan dalam tutorial ini adalah sebagai berikut:

  1. Deploy cluster Slurm berperforma tinggi dan tingkat produksi menggunakan Google Cloud Cluster Toolkit. Sebagai bagian dari deployment ini, Anda akan membuat image VM kustom dengan software yang diperlukan sudah diinstal sebelumnya. Anda juga menyiapkan instance Filestore bersama, dan mengonfigurasi jaringan RDMA berkecepatan tinggi.
  2. Setelah cluster di-deploy, Anda menjalankan tugas pra-pelatihan terdistribusi dengan menggunakan sekumpulan skrip yang disertakan dalam tutorial ini. Tugas ini memanfaatkan Hugging Face Accelerate library.

Tutorial ini ditujukan untuk engineer, peneliti, administrator, dan operator platform machine learning (ML), serta spesialis data dan AI yang tertarik untuk men-deploy cluster Slurm berperforma tinggi di Google Cloud untuk melatih LLM.

Tujuan

  • Akses model Qwen2 menggunakan Hugging Face.
  • Siapkan lingkungan Anda.
  • Buat dan deploy cluster Slurm A4 tingkat produksi.
  • Latih model Qwen2 menggunakan library Accelerate .
  • Pantau tugas Anda.
  • Jalankan pembersihan.

Biaya

Dalam dokumen ini, Anda akan menggunakan komponen Google Cloudyang dapat ditagih berikut:

Untuk membuat perkiraan biaya berdasarkan proyeksi penggunaan Anda, gunakan kalkulator harga.

Pengguna Google Cloud baru mungkin memenuhi syarat untuk mendapatkan uji coba gratis.

Sebelum memulai

  1. Login ke akun Google Cloud Anda. Jika Anda baru menggunakan Google Cloud, buat akun untuk mengevaluasi performa produk kami dalam skenario dunia nyata. Pelanggan baru juga mendapatkan kredit gratis senilai $300 untuk menjalankan, menguji, dan men-deploy workload.

  2. Instal Google Cloud CLI.

  3. Jika Anda menggunakan penyedia identitas (IdP) eksternal, Anda harus login ke gcloud CLI dengan identitas gabungan Anda terlebih dahulu.

  4. Untuk melakukan inisialisasi gcloud CLI, jalankan perintah berikut: 

    gcloud init

  5. Buat atau pilih Google Cloud project.

    Peran yang diperlukan untuk memilih atau membuat project

    • Pilih project: Memilih project tidak memerlukan peran IAM tertentu—Anda dapat memilih project mana pun yang telah diberi peran.
    • Membuat project: Untuk membuat project, Anda memerlukan peran Pembuat Project (roles/resourcemanager.projectCreator), yang berisi izin resourcemanager.projects.create. Pelajari cara memberikan peran.

    • Buat Google Cloud project:

      gcloud projects create PROJECT_ID

      Ganti PROJECT_ID dengan nama untuk Google Cloud project yang Anda buat.

    • Pilih project Google Cloud yang Anda buat:

      gcloud config set project PROJECT_ID

      Ganti PROJECT_ID dengan nama project Google Cloud Anda.

  6. Verifikasi bahwa penagihan diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.

  7. Aktifkan API yang diperlukan:

    Peran yang diperlukan untuk mengaktifkan API

    Untuk mengaktifkan API, Anda memerlukan izin serviceusage.services.enable. Jika Anda membuat project, kemungkinan Anda sudah memiliki izin ini melalui peran Pemilik (roles/owner). Jika tidak, Anda bisa mendapatkan izin ini melalui peran Admin Penggunaan Layanan (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin). Pelajari cara memberikan peran. 

    gcloud services enable compute.googleapis.com file.googleapis.com logging.googleapis.com cloudresourcemanager.googleapis.com servicenetworking.googleapis.com

  8. Instal Google Cloud CLI.

  9. Jika Anda menggunakan penyedia identitas (IdP) eksternal, Anda harus login ke gcloud CLI dengan identitas gabungan Anda terlebih dahulu.

  10. Untuk melakukan inisialisasi gcloud CLI, jalankan perintah berikut: 

    gcloud init

  11. Buat atau pilih Google Cloud project.

    Peran yang diperlukan untuk memilih atau membuat project

    • Pilih project: Memilih project tidak memerlukan peran IAM tertentu—Anda dapat memilih project mana pun yang telah diberi peran.
    • Membuat project: Untuk membuat project, Anda memerlukan peran Pembuat Project (roles/resourcemanager.projectCreator), yang berisi izin resourcemanager.projects.create. Pelajari cara memberikan peran.

    • Buat Google Cloud project:

      gcloud projects create PROJECT_ID

      Ganti PROJECT_ID dengan nama untuk Google Cloud project yang Anda buat.

    • Pilih project Google Cloud yang Anda buat:

      gcloud config set project PROJECT_ID

      Ganti PROJECT_ID dengan nama project Google Cloud Anda.

  12. Verifikasi bahwa penagihan diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.

  13. Aktifkan API yang diperlukan:

    Peran yang diperlukan untuk mengaktifkan API

    Untuk mengaktifkan API, Anda memerlukan izin serviceusage.services.enable. Jika Anda membuat project, kemungkinan Anda sudah memiliki izin ini melalui peran Pemilik (roles/owner). Jika tidak, Anda bisa mendapatkan izin ini melalui peran Admin Penggunaan Layanan (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin). Pelajari cara memberikan peran. 

    gcloud services enable compute.googleapis.com file.googleapis.com logging.googleapis.com cloudresourcemanager.googleapis.com servicenetworking.googleapis.com
    14.

  14. Memberikan peran ke akun pengguna Anda. Jalankan perintah berikut satu kali untuk setiap peran IAM berikut: roles/compute.admin, roles/iam.serviceAccountUser, roles/file.editor, roles/storage.admin, roles/serviceusage.serviceUsageAdmin, roles/compute.osAdminLogin, roles/iap.tunnelResourceAccessor 

    gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:USER_IDENTIFIER" --role=ROLE

    Ganti kode berikut:

    • PROJECT_ID: Project ID Anda.
    • USER_IDENTIFIER: ID untuk akun pengguna Anda. Misalnya, myemail@example.com.
    • ROLE: Peran IAM yang Anda berikan ke akun pengguna Anda.
  15. Aktifkan akun layanan default untuk project Google Cloud Anda: 
    gcloud iam service-accounts enable PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com \
    --project=PROJECT_ID

    Ganti PROJECT_NUMBER dengan nomor project Anda. Untuk meninjau nomor project Anda, lihat Mendapatkan project yang sudah ada.

  16. Berikan peran Editor (roles/editor) ke akun layanan default: 
    gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
    --member="serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com" \
    --role=roles/editor
  17. Buat kredensial autentikasi lokal untuk akun pengguna Anda: 
    gcloud auth application-default login
  18. Aktifkan Login OS untuk project Anda: 
    gcloud compute project-info add-metadata --metadata=enable-oslogin=TRUE
  19. Login atau buat akun Hugging Face.

Mengakses Qwen2 menggunakan Hugging Face

Untuk menggunakan Hugging Face guna mengakses Qwen2, lakukan langkah-langkah berikut:

  1. Tandatangani perjanjian izin untuk menggunakan Qwen 2 1.5B.

  2. Buat token akses read.

Instal Cluster Toolkit

Cluster Toolkit adalah alat open source yang menyederhanakan deployment workload komputasi berperforma tinggi (HPC), kecerdasan buatan (AI), dan machine learning (ML) di Google Cloud. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang cara menggunakan gcluster dan mengelola cluster, lihat Ringkasan Cluster Toolkit.

  1. Siapkan versi Cluster Toolkit:

    export CLUSTER_TOOLKIT_TAG=v1.97.0

# Detect OS (linux or mac)
case "$(uname -s)" in
  Linux*)     OS="linux" ;;
  Darwin*)    OS="mac" ;;
  *)          echo "Error: Unsupported operating system: $(uname -s)" >&2; exit 1 ;;
esac

# Detect Architecture (amd64 or arm64)
case "$(uname -m)" in
  x86_64)     ARCH="amd64" ;;
  aarch64|arm64) ARCH="arm64" ;;
  *)          echo "Error: Unsupported architecture: $(uname -m)" >&2; exit 1 ;;
esac

  2. Download rilis:

    # Download and extract the platform-specific bundle
curl -LO "https://github.com/GoogleCloudPlatform/cluster-toolkit/releases/download/${CLUSTER_TOOLKIT_TAG}/gcluster_bundle_${OS}_${ARCH}.zip"
unzip "gcluster_bundle_${OS}_${ARCH}.zip" -d cluster-toolkit/
rm -f "gcluster_bundle_${OS}_${ARCH}.zip"

  3. Tentukan jalur gcluster:

    export CLUSTER_TOOLKIT_PATH="$(pwd)/cluster-toolkit"
export PATH="${CLUSTER_TOOLKIT_PATH}:${PATH}"
gcluster --version

Menyiapkan lingkungan Anda

Untuk menyiapkan lingkungan Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Tetapkan variabel lingkungan default: 

    export PROJECT_ID="YOUR_PROJECT_ID"
export CLUSTER_NAME="YOUR_CLUSTER_NAME"
export ZONE="YOUR_ZONE"
export REGION="YOUR_REGION"
export RESERVATION_URL="RESERVATION_NAME"
export GCS_BUCKET="YOUR_BUCKET_NAME"
export HF_TOKEN="HUGGING_FACE_TOKEN"

gcloud config set project "${PROJECT_ID}"
gcloud config set billing/quota_project "${PROJECT_ID}"

    Ganti kode berikut:

    • YOUR_PROJECT_ID: nama Google Cloud project tempat Anda ingin membuat cluster GKE.
    • YOUR_CLUSTER_NAME: nama cluster Slurm yang ingin Anda buat.
    • YOUR_ZONE: zona tempat pemesanan Anda berada.
    • YOUR_REGION,: region tempat pemesanan Anda berada.
    • RESERVATION_NAME: URL atau nama reservasi yang ingin Anda gunakan untuk membuat cluster Slurm.
    • YOUR_BUCKET_NAME: nama bucket tempat Anda menyimpan hasil dari titik pemeriksaan pelatihan. Sebelum membuatnya, pahami persyaratan penamaan bucket.
    • HUGGING_FACE_TOKEN: token Hugging Face yang Anda buat di langkah sebelumnya.

  2. Membuat bucket Cloud Storage: 

    gcloud storage buckets create "gs://${GCS_BUCKET}" \
  --project="${PROJECT_ID}"

Membuat cluster Slurm A4

Untuk membuat cluster Slurm A4, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Buat file a4high-slurm-deployment.yaml:

    MANIFEST_PATH="${CLUSTER_TOOLKIT_PATH}/examples/machine-learning/a4-highgpu-8g"
cat <<EOF > "${MANIFEST_PATH}/a4high-slurm-deployment.yaml"
terraform_backend_defaults:
  type: gcs
  configuration:
    bucket: ${GCS_BUCKET}

vars:
  deployment_name: ${CLUSTER_NAME}
  project_id: ${PROJECT_ID}
  region: ${REGION}
  zone: ${ZONE}
  a4h_cluster_size: 2
  a4h_reservation_name: ${RESERVATION_URL}
EOF

  2. Buat manifes Terraform:

    gcluster create \
  -d "${MANIFEST_PATH}/a4high-slurm-deployment.yaml" \
  "${MANIFEST_PATH}/a4high-slurm-blueprint.yaml" \
  -o "${CLUSTER_NAME}"

  3. Patch manifes:

    sed -i '/deletion_protection = {/,/}/ { s/enabled = true/enabled = false/; /reason  = "Avoid data loss"/d; }' "${CLUSTER_NAME}/${CLUSTER_NAME}/cluster-env/main.tf"

  4. Deploy cluster:

    gcluster deploy "${CLUSTER_NAME}/${CLUSTER_NAME}" --auto-approve

    Perintah gcluster deploy adalah proses dua fase, yang dijelaskan sebagai berikut:

    • Fase pertama membuat image kustom dengan semua software yang sudah diinstal sebelumnya, yang dapat memerlukan waktu hingga 50 menit untuk diselesaikan.

    • Fase kedua men-deploy cluster menggunakan image kustom tersebut. Proses ini umumnya memerlukan waktu lebih singkat untuk diselesaikan daripada fase pertama.

    Jika fase pertama berhasil, tetapi fase kedua gagal, Anda dapat mencoba men-deploy cluster Slurm lagi dengan melewati fase pertama:

    gcluster deploy "${CLUSTER_NAME}" --auto-approve --skip "image" -w

Menyiapkan workload Anda

Untuk menyiapkan beban kerja Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Buat skrip beban kerja.

  2. Upload skrip ke cluster Slurm.

  3. Hubungkan ke cluster Slurm.

  4. Instal framework dan alat.

Membuat skrip beban kerja

Untuk membuat skrip yang akan digunakan oleh workload pelatihan Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Untuk menyiapkan lingkungan virtual Python, buat file install_environment.sh dengan konten berikut:

    #!/bin/bash
# This script should be run ONCE on the login node to set up the
# shared Python virtual environment.

set -e
echo "--- Creating Python virtual environment in /home ---"
python3 -m venv ~/.venv
echo "--- Activating virtual environment ---"
source ~/.venv/bin/activate

echo "--- Installing build dependencies ---"
pip install --upgrade pip wheel packaging

echo "--- Installing PyTorch for CUDA 12.8 ---"
pip install torch --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu128

echo "--- Installing application requirements ---"
pip install -r requirements.txt

echo "--- Environment setup complete. You can now submit jobs with sbatch. ---"

  2. Untuk menentukan konfigurasi tugas penyesuaian, buat file accelerate_config.yaml dengan konten berikut:

    compute_environment: "LOCAL_MACHINE"
distributed_type: "FSDP"
downcast_bf16: "no"
fsdp_config:
  fsdp_auto_wrap_policy: "TRANSFORMER_BASED_WRAP"
  fsdp_backward_prefetch: "BACKWARD_PRE"
  fsdp_cpu_ram_efficient_loading: true
  fsdp_forward_prefetch: false
  fsdp_offload_params: false
  fsdp_sharding_strategy: "FULL_SHARD"
  fsdp_state_dict_type: "SHARDED_STATE_DICT"
  fsdp_transformer_layer_cls_to_wrap: "Qwen2DecoderLayer"
machine_rank: 0
main_training_function: "main"
mixed_precision: "bf16"
num_machines: 2
num_processes: 16
rdzv_backend: "static"
same_network: true
tpu_env: []
use_cpu: false

  3. Untuk menentukan tugas yang akan dijalankan pada cluster Slurm, buat file submit.slurm dengan konten berikut:

    #SBATCH --job-name=qwen2-pretrain-smollm-fineweb
#SBATCH --nodes=2
#SBATCH --ntasks-per-node=1  # 1 main srun task on the node that manages accelerate
#SBATCH --gpus-per-node=8    # access to all 8 GPUs on the node
#SBATCH --partition=a4high
#SBATCH --output=logs/slurm-%j.out
#SBATCH --error=logs/slurm-%j.err

set -euo pipefail
echo "--- Slurm Job Started ---"

# --- STAGE 1: Setup environment and pre-process data on each node's local SSD ---
srun --ntasks=$SLURM_NNODES --ntasks-per-node=1 --gpu-bind=none bash -c '
  set -e
  echo "Setting up local environment on $(hostname)..."
  LOCAL_VENV="/mnt/localssd/venv_job_${SLURM_JOB_ID}"
  LOCAL_CACHE="/mnt/localssd/hf_cache_job_${SLURM_JOB_ID}"
  PROCESSED_DATA_DIR="/mnt/localssd/processed_data_${SLURM_JOB_ID}"
  LOCAL_TMP="/mnt/localssd/tmp_job_${SLURM_JOB_ID}"

  rsync -a --info=progress2 ~/.venv/ ${LOCAL_VENV}/
  mkdir -p ${LOCAL_CACHE} ${PROCESSED_DATA_DIR} ${LOCAL_TMP}

  echo "Pre-processing data on $(hostname)..."
  source ${LOCAL_VENV}/bin/activate
  export TMPDIR="${LOCAL_TMP}"
  export TEMP="${LOCAL_TMP}"
  export TMP="${LOCAL_TMP}"
  export HF_HOME="${LOCAL_CACHE}"
  export HF_DATASETS_CACHE="${LOCAL_CACHE}"
  export HF_MODULES_CACHE="${LOCAL_CACHE}/modules"
  export HF_METRICS_CACHE="${LOCAL_CACHE}/metrics"

  python "${HOME}/preprocess_data.py" \
    --dataset_name "HuggingFaceFW/fineweb-edu" \
    --dataset_config "CC-MAIN-2024-10" \
    --tokenizer_id "Qwen/Qwen2-1.5B" \
    --max_seq_length 1024 \
    --output_path ${PROCESSED_DATA_DIR}

  echo "Setup on $(hostname) complete."
'

# --- STAGE 2: Run the Training Job using the Local Environment ---
echo "--- Starting Training ---"

LOCAL_VENV="/mnt/localssd/venv_job_${SLURM_JOB_ID}"
PROCESSED_DATA_DIR="/mnt/localssd/processed_data_${SLURM_JOB_ID}"
LOCAL_OUTPUT_DIR="/mnt/localssd/outputs_${SLURM_JOB_ID}"

export MASTER_ADDR=$(scontrol show hostnames "$SLURM_JOB_NODELIST" | head -n 1)
export MASTER_PORT=29505

# Network and initialization debugging configurations
export NCCL_DEBUG=INFO
export NCCL_DEBUG_SUBSYS=INIT,COLL
export TORCH_DISTRIBUTED_DEBUG=INFO
export NCCL_IB_DISABLE=0

# Launching with full GPU access enabled for accelerate
srun --ntasks=$SLURM_NNODES --ntasks-per-node=1 --gpu-bind=none bash -c "
  mkdir -p ${LOCAL_OUTPUT_DIR}
  source ${LOCAL_VENV}/bin/activate

  # Reset the forced Slurm isolation to expose all 8 GPUs to the processes
  unset CUDA_VISIBLE_DEVICES

  # Retrieve the default network device.
  DETECTED_IFACE=\$(ip route show | grep default | awk '{print \$5}' | head -n 1)
  echo \"[INFO] Automatically detected cluster network interface: \$DETECTED_IFACE\"

  # Dynamic injection of the detected interface into the network configuration
  export NCCL_SOCKET_IFNAME=\"\${DETECTED_IFACE},gpu*\"
  export TP_SOCKET_IFNAME=\"\${DETECTED_IFACE}\"
  export GLOO_SOCKET_IFNAME=\"\${DETECTED_IFACE}\"

  accelerate launch \
    --config_file ~/accelerate_config.yaml \
    --num_machines \$SLURM_NNODES \
    --num_processes \$((SLURM_NNODES * 8)) \
    --machine_rank \$SLURM_NODEID \
    --main_process_ip \$MASTER_ADDR \
    --main_process_port \$MASTER_PORT \
    train.py \
      --model_config_id 'Qwen/Qwen2-1.5B' \
      --preprocessed_data_path ${PROCESSED_DATA_DIR} \
      --output_dir ${LOCAL_OUTPUT_DIR} \
      --per_device_train_batch_size 4 \
      --gradient_accumulation_steps 4 \
      --max_steps 10000 \
      --learning_rate 5e-5 \
      --save_strategy steps \
      --save_steps 500 \
      --logging_steps 1
"

# --- STAGE 3: Copy Final Model from Local SSD to Home Directory ---
echo "--- Copying final model from local SSD to /home ---"
mkdir -p ~/qwen2-from-scratch-on-smollm-fineweb/

srun --nodes=1 --ntasks=1 --ntasks-per-node=1 bash -c "
  rsync -a --info=progress2 ${LOCAL_OUTPUT_DIR}/ ~/qwen2-from-scratch-on-smollm-fineweb/
"

echo "--- Slurm Job Finished ---"

  4. Untuk menentukan dependensi bagi tugas penyesuaian Anda, buat file requirements.txt dengan konten berikut:

    # Hugging Face Libraries (Pinned to recent, stable versions for reproducibility)
transformers==4.53.3
datasets==4.0.0
accelerate==1.9.0
evaluate==0.4.5
bitsandbytes==0.46.1
trl==0.19.1
peft==0.16.0

# Other dependencies
tensorboard==2.20.0
protobuf==6.31.1
sentencepiece==0.2.0
    Catatan: Tutorial ini tidak menggunakan dependensi NVIDIA dan Pytorch versi terbaru. Jika Anda memerlukan dependensi yang lebih baru, lihat dokumentasi NVIDIA dan dokumentasi Pytorch.

  5. Untuk mendownload, melakukan tokenisasi, dan memproses awal set data ke dalam format yang siap untuk pelatihan, buat file preprocess_data.py dengan konten berikut:

    import argparse
from datasets import load_dataset
from transformers import AutoTokenizer
import os
from itertools import chain

def get_args():
   parser = argparse.ArgumentParser(description="Download and preprocess a dataset.")
   parser.add_argument("--dataset_name", type=str, required=True)
   parser.add_argument("--dataset_config", type=str, required=True)
   parser.add_argument("--tokenizer_id", type=str, required=True)
   parser.add_argument("--max_seq_length", type=int, required=True)
   parser.add_argument("--output_path", type=str, required=True, help="Path to save the processed dataset.")
   return parser.parse_args()

def main():
   args = get_args()

   if os.path.exists(args.output_path) and os.listdir(args.output_path):
       print(f"Processed dataset already exists at {args.output_path}. Skipping.")
       return

   # 1. Load tokenizer
   tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(args.tokenizer_id)

   # 2. Load raw dataset
   print(f"Loading raw dataset {args.dataset_name}...")
   raw_dataset = load_dataset(args.dataset_name, name=args.dataset_config, split="train")

   # 3. Tokenize
   def tokenize_function(examples):
       return tokenizer(examples["text"])

   num_proc = os.cpu_count()
   print(f"Tokenizing dataset using {num_proc} processes...")
   print("Tokenizing dataset...")
   tokenized_dataset = raw_dataset.map(
       tokenize_function,
       batched=True,
       remove_columns=raw_dataset.column_names,
       desc="Running tokenizer on dataset",
       num_proc=num_proc,
   )

   # 4. Group texts
   def group_texts(examples):
       concatenated_examples = {k: list(chain.from_iterable(examples[k])) for k in examples.keys()}
       total_length = len(concatenated_examples[list(examples.keys())[0]])
       if total_length >= args.max_seq_length:
           total_length = (total_length // args.max_seq_length) * args.max_seq_length
       result = {
           k: [t[i : i + args.max_seq_length] for i in range(0, total_length, args.max_seq_length)]
           for k, t in concatenated_examples.items()
       }
       result["labels"] = result["input_ids"].copy()
       return result

   print("Grouping texts...")
   lm_dataset = tokenized_dataset.map(
       group_texts,
       batched=True,
       desc=f"Grouping texts in chunks of {args.max_seq_length}",
       num_proc=num_proc,
   )

   # 5. Save to disk
   print(f"Saving processed dataset to {args.output_path}...")
   lm_dataset.save_to_disk(args.output_path)
   print("Preprocessing complete.")

if __name__ == "__main__":
   main()

  6. Untuk menentukan petunjuk bagi tugas Anda, buat file train.py dengan konten berikut:

    import torch
import argparse
from datasets import load_dataset, load_from_disk
import os
from transformers import (
    AutoConfig,
    AutoTokenizer,
    AutoModelForCausalLM,
    Trainer,
    TrainingArguments,
    DataCollatorForLanguageModeling,
)
from huggingface_hub import login

def get_args():
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument("--model_config_id", type=str, default="Qwen/Qwen2-1.5B", help="Hugging Face model config to use for architecture.")
    # Data arguments - used if preprocessed data is not available
    parser.add_argument("--dataset_name", type=str, default="HuggingFaceFW/fineweb-edu", help="Hugging Face dataset for pre-training.")
    parser.add_argument("--dataset_config", type=str, default="CC-MAIN-2024-10", help="Config for the fineweb-edu dataset, e.g., 'CC-MAIN-2024-10'.")
    parser.add_argument("--preprocessed_data_path", type=str, default=None, help="Path to a preprocessed dataset on disk. If provided, skips download and processing.")
    # General arguments
    parser.add_argument("--hf_token", type=str, default=None, help="Hugging Face token for private models/tokenizers")
    parser.add_argument("--output_dir", type=str, default="qwen2-from-scratch-on-smollm-fineweb", help="Directory to save model checkpoints")

    # TrainingArguments
    parser.add_argument("--max_seq_length", type=int, default=1024, help="Maximum sequence length")
    parser.add_argument("--num_train_epochs", type=int, default=1, help="Number of training epochs")
    parser.add_argument("--max_steps", type=int, default=-1, help="If set to a positive number, it overrides num_train_epochs.")
    parser.add_argument("--per_device_train_batch_size", type=int, default=4, help="Batch size per device during training")
    parser.add_argument("--gradient_accumulation_steps", type=int, default=4, help="Gradient accumulation steps")
    parser.add_argument("--learning_rate", type=float, default=5e-5, help="Learning rate")
    parser.add_argument("--logging_steps", type=int, default=10, help="Log every X steps")
    parser.add_argument("--save_strategy", type=str, default="steps", help="Checkpoint save strategy")
    parser.add_argument("--save_steps", type=int, default=500, help="Save checkpoint every X steps")

    return parser.parse_args()

def main():
    args = get_args()

    # --- 1. Setup and Login ---
    if args.hf_token:
        login(args.hf_token)

    # --- 2. Load Tokenizer ---
    # We load the tokenizer from the specified config ID to ensure compatibility
    # with the model architecture (e.g., special tokens).
    tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(args.model_config_id)

    # --- 3. Initialize Model from Scratch ---
    print(f"Initializing a new model from {args.model_config_id} configuration...")
    config = AutoConfig.from_pretrained(args.model_config_id)
    model = AutoModelForCausalLM.from_config(config)

    print(f"Model has {model.num_parameters():,} parameters.")

    # --- 4. Load or Create and prepare the training dataset ---
    if args.preprocessed_data_path and os.path.exists(args.preprocessed_data_path):
        print(f"Loading preprocessed dataset from {args.preprocessed_data_path}...")

        # Synchronization of distributed processes
        local_rank = int(os.environ.get("LOCAL_RANK", -1))
        if local_rank != -1:
            # Introducing a minimal time offset per GPU to avoid I/O collisions.
            import time
            time.sleep(local_rank * 0.2)

        lm_dataset = load_from_disk(args.preprocessed_data_path, keep_in_memory=False)

    else:
        print("No preprocessed dataset found, starting from raw data...")
        raw_dataset = load_dataset(args.dataset_name, name=args.dataset_config, split="train")

        # Tokenization function
        def tokenize_function(examples):
            return tokenizer(examples["text"])

        tokenized_dataset = raw_dataset.map(
            tokenize_function,
            batched=True,
            remove_columns=raw_dataset.column_names,
            desc="Running tokenizer on dataset",
        )

        # Main data processing function that will concatenate all texts from our dataset
        # and generate chunks of max_seq_length.
        def group_texts(examples):
            # Concatenate all texts.
            concatenated_examples = {k: [item for sublist in examples[k] for item in sublist] for k in examples.keys()}
            total_length = len(concatenated_examples[list(examples.keys())[0]])
            # We drop the small remainder.
            if total_length >= args.max_seq_length:
                total_length = (total_length // args.max_seq_length) * args.max_seq_length
            # Split by chunks of max_len.
            result = {
                k: [t[i : i + args.max_seq_length] for i in range(0, total_length, args.max_seq_length)]
                for k, t in concatenated_examples.items()
            }
            result["labels"] = result["input_ids"].copy()
            return result

        lm_dataset = tokenized_dataset.map(
            group_texts,
            batched=True,
            desc=f"Grouping texts in chunks of {args.max_seq_length}",
        )


    # --- 5. Configure Training Arguments ---
    # Check for bfloat16 support
    use_bf16 = torch.cuda.is_available() and torch.cuda.is_bf16_supported()

    training_args = TrainingArguments(
        output_dir=args.output_dir,
        num_train_epochs=args.num_train_epochs,
        max_steps=args.max_steps,
        per_device_train_batch_size=args.per_device_train_batch_size,
        gradient_accumulation_steps=args.gradient_accumulation_steps,
        learning_rate=args.learning_rate,
        logging_steps=args.logging_steps,
        save_strategy=args.save_strategy,
        save_steps=args.save_steps,
        save_total_limit=2, # Optional: Limit the number of checkpoints
        bf16=use_bf16,
        fp16=not use_bf16,
        optim="adamw_torch",
        lr_scheduler_type="cosine",
        warmup_ratio=0.03,
        report_to="tensorboard",
        gradient_checkpointing=True,
        # Required for gradient checkpointing with some parallelization strategies
        gradient_checkpointing_kwargs={"use_reentrant": False},
    )

    # --- 6. Create Trainer and Start Training ---
    # Data collator will take care of creating batches for causal language modeling
    data_collator = DataCollatorForLanguageModeling(tokenizer=tokenizer, mlm=False)

    trainer = Trainer(
        model=model,
        args=training_args,
        train_dataset=lm_dataset,
        # eval_dataset=... # Optional: if you have a validation set
        tokenizer=tokenizer,
        data_collator=data_collator,
    )

    print("Starting training from scratch...")
    trainer.train()
    print("Training finished.")

    # --- 7. Save the final model ---
    print(f"Saving final model to {args.output_dir}")
    trainer.save_model()

if __name__ == "__main__":
    main()

Mengupload skrip ke cluster Slurm

Untuk mengupload skrip yang Anda buat di bagian sebelumnya ke cluster Slurm, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Tetapkan variabel LOGIN_NODE dengan mengambil nama node login untuk cluster Anda:

    LOGIN_NODE="$(gcloud compute instances list \
                --project="${PROJECT_ID}" \
                --filter="labels.ghpc_deployment='${CLUSTER_NAME}' AND labels.slurm_instance_role='login'" \
                --format="value(name)" | head -n 1)"

    Variabel LOGIN_NODE menyimpan nilai yang mirip dengan ${CLUSTER_NAME}-login-001.

  2. Buat aturan firewall:

    gcloud compute firewall-rules create allow-ssh-ingress-from-iap \
  --project="${PROJECT_ID}" \
  --network="${CLUSTER_NETWORK}" \
  --direction=INGRESS \
  --action=allow \
  --rules=tcp:22 \
  --source-ranges=35.235.240.0/20 \
  --description="Allow SSH ingress from Google Cloud Identity-Aware Proxy (IAP)"

  3. Upload skrip Anda ke direktori utama node login:

    gcloud compute scp \
  --project="${PROJECT_ID}" \
  --zone="${ZONE}" \
  --tunnel-through-iap \
  ./install_environment.sh \
  ./requirements.txt \
  ./submit.slurm \
  ./accelerate_config.yaml \
  ./train.py \
  ./preprocess_data.py \
  "${LOGIN_NODE}":~/

Menghubungkan ke cluster Slurm

Hubungkan ke cluster Slurm dengan menghubungkan ke node login melalui SSH:

gcloud compute ssh "${LOGIN_NODE}" \
    --project="${PROJECT_ID}" \
    --tunnel-through-iap \
    --zone="${ZONE}"
    -- -t "export HF_TOKEN='${HF_TOKEN}'; bash -l"

Menginstal framework dan alat

Setelah terhubung ke node login, instal framework dan alat dengan melakukan hal berikut:

  1. Siapkan lingkungan virtual Python dengan semua dependensi yang diperlukan:

    chmod +x install_environment.sh
./install_environment.sh

Mulai pra-pelatihan workload Anda

Untuk memulai pelatihan workload Anda, lakukan hal berikut:

  1. Kirimkan tugas ke penjadwal Slurm:

    sbatch submit.slurm

  2. Di node login di cluster Slurm, Anda dapat memantau progres tugas dengan memeriksa file output yang dibuat di direktori home:

    tail -f ~/logs/slurm-1.err # (or .out, depending on where the script is currently sending logs)

    Jika tugas Anda berhasil dimulai, file .err akan menampilkan status progres yang diperbarui seiring berjalannya tugas Anda.

Memantau workload Anda

Anda dapat memantau penggunaan GPU di cluster Slurm untuk memverifikasi bahwa tugas penyesuaian Anda berjalan secara efisien. Untuk melakukannya, buka link berikut di browser Anda:

https://console.cloud.google.com/monitoring/metrics-explorer?project=PROJECT_ID&pageState=%7B%22xyChart%22%3A%7B%22dataSets%22%3A%5B%7B%22timeSeriesFilter%22%3A%7B%22filter%22%3A%22metric.type%3D%5C%22agent.googleapis.com%2Fgpu%2Futilization%5C%22%20resource.type%3D%5C%22gce_instance%5C%22%22%2C%22perSeriesAligner%22%3A%22ALIGN_MEAN%22%7D%2C%22plotType%22%3A%22LINE%22%7D%5D%7D%7D

Atau, Anda dapat memasukkan perintah langsung di terminal:

open "https://console.cloud.google.com/monitoring/metrics-explorer?project=${PROJECT_ID}&pageState=%7B%22xyChart%22%3A%7B%22dataSets%22%3A%5B%7B%22timeSeriesFilter%22%3A%7B%22filter%22%3A%22metric.type%3D%5C%22agent.googleapis.com%2Fgpu%2Futilization%5C%22%20resource.type%3D%5C%22gce_instance%5C%22%22%2C%22perSeriesAligner%22%3A%22ALIGN_MEAN%22%7D%2C%22plotType%22%3A%22LINE%22%7D%5D%7D%7D"

Saat memantau workload, Anda dapat melihat hal berikut:

  • Penggunaan GPU: untuk tugas penyesuaian yang berjalan lancar, Anda dapat melihat penggunaan semua 16 GPU (delapan GPU untuk setiap VM dalam cluster) meningkat dan stabil ke tingkat tertentu selama pelatihan. UJI COBA

  • Durasi tugas: tugas akan memerlukan waktu sekitar satu jam untuk diselesaikan.

Mendownload model Anda

Setelah berhasil menjalankan tugas, model terlatih Anda akan disimpan di direktori ~/qwen2-from-scratch-on-smollm-fineweb/ pada node login. Karena direktori bersama persisten ini di-mount di semua node dalam cluster Anda, checkpoint model Anda tetap tersedia meskipun setelah tugas selesai atau node komputasi dibatalkan alokasinya.

Anda dapat mendownload model tersimpan dari node login ke komputer lokal dengan menggunakan perintah gcloud compute scp, seperti yang ditunjukkan dalam contoh berikut:

# From your local machine
gcloud compute scp --project="${PROJECT_ID}" --zone="${ZONE}" --tunnel-through-iap \
  "${LOGIN_NODE}":~/qwen2-from-scratch-on-smollm-fineweb/ ./qwen2-trained-model/ --recurse

Setelah mendownload model, Anda dapat melakukan hal berikut:

  • Muat model untuk inferensi: Gunakan framework Hugging Face Transformers untuk memuat direktori qwen2-trained-model/ dan melakukan inferensi dengan model Qwen2 yang baru dilatih.
  • Penyesuaian tambahan: Gunakan checkpoint tersimpan sebagai titik awal untuk penyesuaian tambahan pada set data yang lebih spesifik.
  • Mendorong model ke Hugging Face Hub: Bagikan model terlatih Anda dengan mendorongnya ke Hugging Face Hub.

Pembersihan

Agar tidak perlu membayar biaya pada akun Google Cloud Anda untuk resource yang digunakan dalam tutorial ini, hapus project yang berisi resource tersebut, atau simpan project dan hapus setiap resource.

Menghapus resource

  1. Untuk menghapus cluster Slurm Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

    ./gcluster destroy "${CLUSTER_NAME}" --auto-approve

  2. Untuk menghapus bucket Cloud Storage Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

    gcloud storage buckets delete "gs://${GCS_BUCKET}" --quiet || true

  3. Untuk menghapus gambar Packer, buka browser web Anda, buka halaman berikut, telusuri gambar spesifik Anda, lalu klik Hapus. 

    http://console.cloud.google.com/compute/images

  4. Untuk menghapus semua jaringan VPC, aturan firewall, router, IP, dan subnet yang terkait dengan project, lakukan hal berikut:

    echo "========================================================================="
echo " STARTING AUTOMATED NETWORK CLEANUP FOR CLUSTER: ${CLUSTER_NAME}"
echo "========================================================================="

echo "Discovering all VPC networks linked to the cluster..."
NETWORKS=$(gcloud compute networks list --project="${PROJECT_ID}" --format="value(name)" | grep "^${CLUSTER_NAME}" || true)

if [ -z "${NETWORKS}" ]; then
    echo "No VPC networks found starting with ${CLUSTER_NAME}. Everything is already clean!"
    exit 0
fi

echo "Found the following networks to process:"
echo "${NETWORKS}"
echo "-------------------------------------------------------------------------"

echo "=== 1. Wiping Global Firewall Rules ==="
FIREWALL_RULES=$(gcloud compute firewall-rules list \
    --project="${PROJECT_ID}" \
    --filter="network ~ ^${CLUSTER_NAME} OR name ~ ^${CLUSTER_NAME}" \
    --format="value(name)" || echo "")

if [ -n "${FIREWALL_RULES}" ]; then
    echo "Deleting matching firewall rules:"
    echo "${FIREWALL_RULES}"
    echo "${FIREWALL_RULES}" | xargs -r gcloud compute firewall-rules delete --project="${PROJECT_ID}" --quiet
else
    echo "No matching firewall rules found."
fi

echo "=== 2. Tearing Down Network-Specific Infrastructure ==="
echo "${NETWORKS}" | while read -r net_name; do
    [ -z "${net_name}" ] && continue
    echo "Processing resources for network: ${net_name}"

    ROUTERS=$(gcloud compute routers list \
        --project="${PROJECT_ID}" \
        --regions="${REGION}" \
        --filter="network=${net_name}" \
        --format="value(name)" || echo "")

    if [ -n "${ROUTERS}" ]; then
        echo "  -> Deleting routers: ${ROUTERS}"
        echo "${ROUTERS}" | xargs -r gcloud compute routers delete --region="${REGION}" --project="${PROJECT_ID}" --quiet
    fi

    IPS=$(gcloud compute addresses list \
        --project="${PROJECT_ID}" \
        --regions="${REGION}" \
        --filter="name ~ ^${net_name}" \
        --format="value(name)" || echo "")

    if [ -n "${IPS}" ]; then
        echo "  -> Deleting IP reservations: ${IPS}"
        echo "${IPS}" | xargs -r gcloud compute addresses delete --region="${REGION}" --project="${PROJECT_ID}" --quiet
    fi

    SUBNETS=$(gcloud compute networks subnets list \
        --project="${PROJECT_ID}" \
        --regions="${REGION}" \
        --filter="network=${net_name}" \
        --format="value(name)" || echo "")

    if [ -n "${SUBNETS}" ]; then
        echo "  -> Deleting subnetworks:"
        echo "${SUBNETS}"
        echo "${SUBNETS}" | xargs -r gcloud compute networks subnets delete --region="${REGION}" --project="${PROJECT_ID}" --quiet
    fi
done

echo "-------------------------------------------------------------------------"
echo "Waiting 15 seconds for Google Cloud API dependencies to unlock..."
sleep 15

echo "=== 3. Final VPC Networks Destruction ==="
echo "${NETWORKS}" | while read -r net_name; do
    [ -z "${net_name}" ] && continue
    echo "Deleting core VPC network: ${net_name}..."
    gcloud compute networks delete "${net_name}" --project="${PROJECT_ID}" --quiet || \
    echo "Warning: Could not delete ${net_name} yet. If a lock occurred, please rerun in 1 minute."
done

echo "========================================================================="
echo " SUCCESS: All network resources for cluster ${CLUSTER_NAME} have been wiped!"
echo "========================================================================="

Menghapus project Anda

Menghapus Google Cloud project:

gcloud projects delete PROJECT_ID

Langkah berikutnya