Crie e execute uma tarefa que use GPUs

Este documento explica como criar e executar uma tarefa que usa uma unidade de processamento de gráficos (GPU). Para saber mais acerca das funcionalidades e das restrições das GPUs, consulte o artigo Acerca das GPUs na documentação do Compute Engine.

Quando cria um trabalho em lote, pode usar opcionalmente GPUs para acelerar cargas de trabalho específicas. Os exemplos de utilização comuns para tarefas que usam GPUs incluem o tratamento de dados intensivo e cargas de trabalho de inteligência artificial (IA), como aprendizagem automática (AA).

Antes de começar

  1. Se nunca usou o Batch, reveja o artigo Comece a usar o Batch e ative o Batch concluindo os pré-requisitos para projetos e utilizadores.
  2. Para receber as autorizações de que precisa para criar uma tarefa, peça ao seu administrador para lhe conceder as seguintes funções de IAM:

    Para mais informações sobre a atribuição de funções, consulte o artigo Faça a gestão do acesso a projetos, pastas e organizações.

    Também pode conseguir as autorizações necessárias através de funções personalizadas ou outras funções predefinidas.

Crie uma tarefa que use GPUs

Para criar uma tarefa que use GPUs, faça o seguinte:

  1. Planeie os requisitos para uma tarefa que usa GPUs.
  2. Crie uma tarefa com os requisitos e os métodos que identificou. Para ver exemplos de como criar uma tarefa com as opções recomendadas, consulte o artigo Crie uma tarefa de exemplo que use GPUs neste documento.

Planeie os requisitos para uma tarefa que usa GPUs

Antes de criar uma tarefa que use GPUs, planeie os requisitos da tarefa, conforme explicado nas secções seguintes:

  1. Selecione o tipo de máquina com GPU e o método de aprovisionamento
  2. Instale os controladores da GPU
  3. Defina recursos de VM compatíveis

Passo 1: selecione o tipo de máquina com GPU e o método de aprovisionamento

Os requisitos de uma tarefa variam com base no tipo de máquina de GPU e no método de aprovisionamento preferenciais, e as opções para cada um podem ser interdependentes. Com base nos seus requisitos e prioridades, pode selecionar primeiro o tipo de máquina de GPU ou selecionar primeiro o método de aprovisionamento. Geralmente, o tipo de máquina de GPU afeta principalmente o desempenho e o preço base, e o método de aprovisionamento afeta principalmente a disponibilidade de recursos e os custos ou descontos adicionais.

Selecione o tipo de máquina com GPU

Os tipos de máquinas com GPU disponíveis (as combinações válidas de tipo de GPU, número de GPUs e tipo de máquina [vCPUs e memória]) e os respetivos exemplos de utilização estão listados na página Tipos de máquinas com GPU na documentação do Compute Engine.

Os campos necessários para que uma tarefa especifique um tipo de máquina de GPU variam consoante as categorias na tabela seguinte:

Tipos de máquinas com GPU e os respetivos requisitos de tarefas

GPUs para VMs otimizadas para aceleradores: as VMs com um tipo de máquina da família de máquinas otimizadas para aceleradores têm um tipo e um número específicos destas GPUs anexados automaticamente.

Para usar GPUs para VMs otimizadas para aceleradores, recomendamos que especifique o tipo de máquina. Cada tipo de máquina otimizado para aceleradores suporta apenas um tipo e um número específicos de GPUs, pelo que é funcionalmente equivalente especificar ou não esses valores, além do tipo de máquina otimizado para aceleradores.

Especificamente, o Batch também suporta a especificação apenas do tipo e do número de GPUs para VMs otimizadas para aceleradores, mas as opções de vCPU e memória resultantes são frequentemente muito limitadas. Como tal, recomendamos que verifique se as opções de vCPU e memória disponíveis são compatíveis com os requisitos das tarefas do trabalho.

GPUs para VMs N1: estas GPUs requerem que especifique o tipo e a quantidade a anexar a cada VM e têm de ser anexadas a VMs com um tipo de máquina da série de máquinas N1.

Para usar GPUs para VMs N1, recomendamos que especifique, pelo menos, o tipo de GPUs e o número de GPUs. Certifique-se de que a combinação de valores corresponde a uma das opções de GPU válidas para os tipos de máquinas N1. As opções de vCPU e memória para VMs N1 que usam qualquer tipo específico e número de GPUs são bastante flexíveis. A menos que crie a tarefa através da Google Cloud consola, pode permitir que o Batch selecione automaticamente um tipo de máquina que cumpra os requisitos da tarefa.

Selecione o método de aprovisionamento

O Batch usa métodos diferentes para aprovisionar os recursos de VMs para tarefas que usam GPUs com base no tipo de recursos que a sua tarefa pede. Os métodos de aprovisionamento disponíveis e os respetivos requisitos são explicados na tabela seguinte, que os apresenta com base nos respetivos exemplos de utilização: da disponibilidade de recursos mais alta para a mais baixa.

Em resumo, recomendamos que a maioria dos utilizadores faça o seguinte:

  • Quando pretender usar tipos de máquinas de GPU A3 sem uma reserva, use o Dynamic Workload Scheduler para processamento em lote (Pré-visualização).

  • Para todos os outros tipos de máquinas com GPU, use o método de aprovisionamento predefinido. Normalmente, o método de aprovisionamento predefinido é a pedido, exceto se o seu projeto tiver reservas não usadas que a tarefa possa consumir automaticamente.

Métodos de aprovisionamento e os respetivos requisitos de trabalho

Reservas

  • Exemplo de utilização: recomendamos as reservas para tarefas se quiser um nível de garantia muito elevado da disponibilidade de recursos ou se já tiver reservas existentes que podem não estar a ser usadas.

  • Detalhes: uma reserva incorre nos custos das VMs especificadas ao mesmo preço que a execução das VMs até eliminar a reserva. As VMs que consomem uma reserva não incorrem em custos separados, mas as reservas incorrem em custos independentemente do consumo.

O Batch usa reservas para tarefas que podem consumir reservas não usadas. Para mais informações sobre as reservas e os respetivos requisitos, consulte a página Garanta a disponibilidade dos recursos através de reservas de VMs.

Dynamic Workload Scheduler para o processamento em lote (pré-visualização)

  • Exemplo de utilização: recomendamos o programador de cargas de trabalho dinâmicas se quiser usar GPUs para VMs com um tipo de máquina da série de máquinas A3 sem consumir uma reserva.

  • Detalhes: o Dynamic Workload Scheduler pode facilitar o acesso simultâneo a muitos recursos que aceleram as cargas de trabalho de IA e ML. Por exemplo, o Dynamic Workload Scheduler pode ser útil para o agendamento de tarefas, mitigando atrasos ou problemas causados pela indisponibilidade de recursos.

O Batch usa o Dynamic Workload Scheduler para tarefas que cumprem todos os seguintes requisitos:

  • Especifique um tipo de máquina com GPU A3.
  • Bloquear reservas. Especificamente, a tarefa tem de definir o campo reservation como NO_RESERVATION. Para mais informações, consulte o artigo Crie e execute uma tarefa que não possa consumir VMs reservadas.
  • Não use VMs do Spot. Especificamente, o trabalho pode omitir o campo provisioningModel ou definir o campo provisioningModel como STANDARD.

A pedido

  • Exemplo de utilização: recomendamos a pedido para todas as outras tarefas.

  • Detalhes: normalmente, o acesso a pedido é a forma predefinida de aceder às VMs do Compute Engine. O acesso a pedido permite-lhe pedir e, se disponível, aceder imediatamente a recursos de uma VM de cada vez.

Os trabalhos em lote usam a opção a pedido para todos os outros trabalhos.

VMs do Spot

  • Exemplo de utilização: recomendamos que tente usar VMs do Spot para reduzir os custos das cargas de trabalho com tolerância a falhas.

  • Detalhes: as VMs do Spot oferecem descontos significativos, mas podem nem sempre estar disponíveis e podem ser antecipadas em qualquer altura. Para mais informações, consulte VMs de spot na documentação do Compute Engine.

O Batch usa VMs do Spot para tarefas que definem o campo provisioningModel como SPOT.

Passo 2: instale os controladores da GPU

Para usar GPUs num trabalho, tem de instalar os controladores de GPU. Para instalar controladores de GPU, selecione um dos seguintes métodos:

Passo 3: defina recursos de VM compatíveis

Para saber mais sobre os requisitos e as opções para definir os recursos de VM para uma tarefa, consulte o artigo Recursos de tarefas.

Em resumo, tem de fazer o seguinte quando definir os recursos de VM para uma tarefa que usa GPUs:

  • Certifique-se de que o tipo de máquina de GPU está disponível na localização das VMs da sua tarefa.

    Para saber onde os tipos de máquinas com GPU estão disponíveis, consulte o artigo Disponibilidade de GPUs por regiões e zonas na documentação do Compute Engine.

  • Se especificar o tipo de máquina do trabalho, certifique-se de que esse tipo de máquina tem vCPUs e memória suficientes para os requisitos das tarefas do trabalho. A especificação do tipo de máquina da tarefa é obrigatória sempre que cria uma tarefa através da Google Cloud consola e é recomendada sempre que cria uma tarefa que usa GPUs para VMs otimizadas para aceleradores.

  • Certifique-se de que define os recursos da VM para uma tarefa através de um método válido:

    • Defina os recursos de VM diretamente através do campo instances[].policy (recomendado, se possível). Este método é apresentado nos exemplos.
    • Defina os recursos de VM através de um modelo com o campo instances[].instanceTemplate. Este método é necessário para instalar manualmente controladores de GPU através de uma imagem personalizada. Para mais informações, consulte o artigo Defina recursos de tarefas com um modelo de instância de VM.

Crie um exemplo de tarefa que use GPUs

As secções seguintes explicam como criar um exemplo de tarefa para cada tipo de máquina de GPU usando as opções recomendadas. Especificamente, todas as tarefas de exemplo instalam automaticamente os controladores de GPU, definem diretamente os recursos de VM e especificam o método de aprovisionamento ou usam o método de aprovisionamento predefinido.

Use GPUs para VMs A3 através do programador de cargas de trabalho dinâmico para o processamento em lote (pré-visualização)

Pode criar uma tarefa que use GPUs para VMs A3 através do programador de cargas de trabalho dinâmicas com a CLI gcloud ou a API Batch.

gcloud

  1. Crie um ficheiro JSON que instale controladores de GPU, especifique um tipo de máquina da série de máquinas A3, bloqueie reservas e seja executado numa localização que tenha o tipo de máquina de GPU.

    Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs A3 através do Dynamic Workload Scheduler, crie um ficheiro JSON com o seguinte conteúdo:

    {
        "taskGroups": [
            {
                "taskSpec": {
                    "runnables": [
                        {
                            "script": {
                                "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                            }
                        }
                    ]
                },
                "taskCount": 3,
                "parallelism": 1
            }
        ],
        "allocationPolicy": {
            "instances": [
                {
                    "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                    "policy": {
                        "machineType": "MACHINE_TYPE",
                        "reservation": "NO_RESERVATION"
                    }
                }
            ],
            "location": {
                "allowedLocations": [
                    "ALLOWED_LOCATIONS"
                ]
            }
        },
        "logsPolicy": {
            "destination": "CLOUD_LOGGING"
        }
    }
    

    Substitua o seguinte:

  2. Para criar e executar a tarefa, use o comando gcloud batch jobs submit:

    gcloud batch jobs submit JOB_NAME \
        --location LOCATION \
        --config JSON_CONFIGURATION_FILE
    

    Substitua o seguinte:

    • JOB_NAME: o nome da tarefa.

    • LOCATION: a localização do trabalho.

    • JSON_CONFIGURATION_FILE: o caminho para um ficheiro JSON com os detalhes de configuração da tarefa.

API

Faça um pedido POST ao método jobs.create que instala controladores de GPU, especifica um tipo de máquina da série de máquinas A3, bloqueia reservas e é executado numa localização que tem o tipo de máquina de GPU.

Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs A3 através do Dynamic Workload Scheduler, faça o seguinte pedido:

POST https://batch.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/jobs?job_id=JOB_NAME

{
    "taskGroups": [
        {
            "taskSpec": {
                "runnables": [
                    {
                        "script": {
                            "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                        }
                    }
                ]
            },
            "taskCount": 3,
            "parallelism": 1
        }
    ],
    "allocationPolicy": {
        "instances": [
            {
                "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                "policy": {
                    "machineType": "MACHINE_TYPE",
                    "reservation": "NO_RESERVATION"
                }
            }
        ],
        "location": {
            "allowedLocations": [
                "ALLOWED_LOCATIONS"
            ]
        }
    },
    "logsPolicy": {
        "destination": "CLOUD_LOGGING"
    }
}

Substitua o seguinte:

Use GPUs para VMs otimizadas pelo acelerador

Pode criar uma tarefa que use GPUs para VMs otimizadas para aceleradores através da Google Cloud consola, da CLI gcloud, da API Batch, do Java, do Node.js ou do Python.

Consola

Para criar uma tarefa que use GPUs através da Google Cloud consola, faça o seguinte:

  1. Na Google Cloud consola, aceda à página Lista de tarefas.

    Aceda à lista de trabalhos

  2. Clique em Criar. É apresentada a página Criar tarefa em lote. No painel do lado esquerdo, a página Detalhes da tarefa está selecionada.

  3. Configure a página Detalhes da tarefa:

    1. Opcional: no campo Nome da tarefa, personalize o nome da tarefa.

      Por exemplo, introduza example-gpu-job.

    2. Configure a secção Detalhes da tarefa:

      1. Na janela Novo executável, adicione, pelo menos, um script ou um contentor para que esta tarefa seja executada.

        Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica, faça o seguinte:

        1. Selecione a caixa de verificação Script. É apresentado um campo.

        2. No campo, introduza o seguinte script:

          echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}.
          
        3. Clique em Concluído.

      2. No campo Número de tarefas, introduza o número de tarefas para este trabalho.

        Por exemplo, introduza 3.

      3. Opcional: no campo Paralelismo, introduza o número de tarefas a executar em simultâneo.

        Por exemplo, introduza 1 (predefinição).

  4. Configure a página Especificações de recursos:

    1. No painel esquerdo, clique em Especificações de recursos. É apresentada a página Especificações dos recursos.

    2. Opcional: na secção Modelo de aprovisionamento de VMs, selecione uma das seguintes opções para o modelo de aprovisionamento das VMs desta tarefa:

      • Se a sua tarefa puder suportar a preempção e quiser VMs com desconto, selecione Spot.

      • Caso contrário, selecione Padrão (predefinição).

    3. Selecione a localização para este trabalho.

      1. No campo Região, selecione uma região.

      2. No campo Zona, faça uma das seguintes ações:

        • Se quiser restringir a execução desta tarefa apenas a uma zona específica, selecione uma zona.

        • Caso contrário, selecione qualquer (predefinição).

    4. Selecione o tipo de máquina de GPU para as VMs deste trabalho:

      1. Nas opções de família de máquinas, clique em GPUs.

      2. No campo Tipo de GPU, selecione o tipo de GPUs. Em seguida, no campo Número de GPUs, selecione o número de GPUs para cada VM.

        Se selecionou um dos tipos de GPU para VMs otimizadas para aceleradores, o campo Tipo de máquina só permite uma opção para o tipo de máquina com base no tipo e no número de GPUs que selecionou.

      3. Para instalar automaticamente os controladores da GPU, selecione Instalação do controlador da GPU (predefinição).

    5. Configure a quantidade de recursos de VM necessários para cada tarefa:

      1. No campo Núcleos, introduza a quantidade de vCPUs por tarefa.

        Por exemplo, introduza 1 (predefinição).

      2. No campo Memória, introduza a quantidade de RAM em GB por tarefa.

        Por exemplo, introduza 0.5 (predefinição).

    6. Clique em Concluído.

  5. Opcional: configure os outros campos desta tarefa.

  6. Opcional: para rever a configuração da tarefa, no painel esquerdo, clique em Pré-visualizar.

  7. Clique em Criar.

    A página Detalhes do trabalho apresenta o trabalho que criou.

gcloud

  1. Crie um ficheiro JSON que instale controladores de GPU, especifique um tipo de máquina da família de máquinas otimizadas para aceleradores e seja executado numa localização que tenha o tipo de máquina de GPU.

    Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs otimizadas para aceleradores, crie um ficheiro JSON com o seguinte conteúdo:

    {
        "taskGroups": [
            {
                "taskSpec": {
                    "runnables": [
                        {
                            "script": {
                                "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                            }
                        }
                    ]
                },
                "taskCount": 3,
                "parallelism": 1
            }
        ],
        "allocationPolicy": {
            "instances": [
                {
                    "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                    "policy": {
                        "machineType": "MACHINE_TYPE"
                    }
                }
            ],
            "location": {
                "allowedLocations": [
                    "ALLOWED_LOCATIONS"
                ]
            }
        },
        "logsPolicy": {
            "destination": "CLOUD_LOGGING"
        }
    }
    

    Substitua o seguinte:

  2. Para criar e executar a tarefa, use o comando gcloud batch jobs submit:

    gcloud batch jobs submit JOB_NAME \
        --location LOCATION \
        --config JSON_CONFIGURATION_FILE
    

    Substitua o seguinte:

    • JOB_NAME: o nome da tarefa.

    • LOCATION: a localização do trabalho.

    • JSON_CONFIGURATION_FILE: o caminho para um ficheiro JSON com os detalhes de configuração da tarefa.

API

Faça um pedido POST ao método jobs.create que instala controladores de GPU, especifica um tipo de máquina da família de máquinas otimizadas para aceleradores e é executado numa localização que tem o tipo de máquina de GPU.

Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs otimizadas para aceleradores, faça o seguinte pedido:

POST https://batch.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/jobs?job_id=JOB_NAME

{
    "taskGroups": [
        {
            "taskSpec": {
                "runnables": [
                    {
                        "script": {
                            "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                        }
                    }
                ]
            },
            "taskCount": 3,
            "parallelism": 1
        }
    ],
    "allocationPolicy": {
        "instances": [
            {
                "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                "policy": {
                    "machineType": "MACHINE_TYPE"
                }
            }
        ],
        "location": {
            "allowedLocations": [
                "ALLOWED_LOCATIONS"
            ]
        }
    },
    "logsPolicy": {
        "destination": "CLOUD_LOGGING"
    }
}

Substitua o seguinte:

Java


import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.Accelerator;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.InstancePolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate;
import com.google.cloud.batch.v1.BatchServiceClient;
import com.google.cloud.batch.v1.CreateJobRequest;
import com.google.cloud.batch.v1.Job;
import com.google.cloud.batch.v1.LogsPolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.Runnable;
import com.google.cloud.batch.v1.Runnable.Script;
import com.google.cloud.batch.v1.TaskGroup;
import com.google.cloud.batch.v1.TaskSpec;
import com.google.protobuf.Duration;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class CreateGpuJob {

  public static void main(String[] args)
      throws IOException, ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    // Project ID or project number of the Google Cloud project you want to use.
    String projectId = "YOUR_PROJECT_ID";
    // Name of the region you want to use to run the job. Regions that are
    // available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
    String region = "europe-central2";
    // The name of the job that will be created.
    // It needs to be unique for each project and region pair.
    String jobName = "JOB_NAME";
    // Optional. When set to true, Batch fetches the drivers required for the GPU type
    // that you specify in the policy field from a third-party location,
    // and Batch installs them on your behalf. If you set this field to false (default),
    // you need to install GPU drivers manually to use any GPUs for this job.
    boolean installGpuDrivers = false;
    // Accelerator-optimized machine types are available to Batch jobs. See the list
    // of available types on: https://cloud.google.com/compute/docs/accelerator-optimized-machines
    String machineType = "g2-standard-4";

    createGpuJob(projectId, region, jobName, installGpuDrivers, machineType);
  }

  // Create a job that uses GPUs
  public static Job createGpuJob(String projectId, String region, String jobName,
                                  boolean installGpuDrivers, String machineType)
      throws IOException, ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only needs to be created
    // once, and can be reused for multiple requests.
    try (BatchServiceClient batchServiceClient = BatchServiceClient.create()) {
      // Define what will be done as part of the job.
      Runnable runnable =
          Runnable.newBuilder()
              .setScript(
                  Script.newBuilder()
                      .setText(
                          "echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}. "
                                  + "This job has a total of ${BATCH_TASK_COUNT} tasks.")
                      // You can also run a script from a file. Just remember, that needs to be a
                      // script that's already on the VM that will be running the job.
                      // Using setText() and setPath() is mutually exclusive.
                      // .setPath("/tmp/test.sh")
                      .build())
              .build();

      TaskSpec task = TaskSpec.newBuilder()
                  // Jobs can be divided into tasks. In this case, we have only one task.
                  .addRunnables(runnable)
                  .setMaxRetryCount(2)
                  .setMaxRunDuration(Duration.newBuilder().setSeconds(3600).build())
                  .build();

      // Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
      // Currently, it's possible to have only one task group.
      TaskGroup taskGroup = TaskGroup.newBuilder()
          .setTaskCount(3)
          .setParallelism(1)
          .setTaskSpec(task)
          .build();

      // Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run.
      // Read more about machine types here: https://cloud.google.com/compute/docs/machine-types
      InstancePolicy instancePolicy =
          InstancePolicy.newBuilder().setMachineType(machineType).build();  

      // Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
      AllocationPolicy allocationPolicy =
          AllocationPolicy.newBuilder()
              .addInstances(
                  InstancePolicyOrTemplate.newBuilder()
                      .setInstallGpuDrivers(installGpuDrivers)
                      .setPolicy(instancePolicy)
                      .build())
              .build();

      Job job =
          Job.newBuilder()
              .addTaskGroups(taskGroup)
              .setAllocationPolicy(allocationPolicy)
              .putLabels("env", "testing")
              .putLabels("type", "script")
              // We use Cloud Logging as it's an out of the box available option.
              .setLogsPolicy(
                  LogsPolicy.newBuilder().setDestination(LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING))
              .build();

      CreateJobRequest createJobRequest =
          CreateJobRequest.newBuilder()
              // The job's parent is the region in which the job will run.
              .setParent(String.format("projects/%s/locations/%s", projectId, region))
              .setJob(job)
              .setJobId(jobName)
              .build();

      Job result =
          batchServiceClient
              .createJobCallable()
              .futureCall(createJobRequest)
              .get(5, TimeUnit.MINUTES);

      System.out.printf("Successfully created the job: %s", result.getName());

      return result;
    }
  }
}

Node.js

// Imports the Batch library
const batchLib = require('@google-cloud/batch');
const batch = batchLib.protos.google.cloud.batch.v1;

// Instantiates a client
const batchClient = new batchLib.v1.BatchServiceClient();

/**
 * TODO(developer): Update these variables before running the sample.
 */
// Project ID or project number of the Google Cloud project you want to use.
const projectId = await batchClient.getProjectId();
// Name of the region you want to use to run the job. Regions that are
// available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
const region = 'europe-central2';
// The name of the job that will be created.
// It needs to be unique for each project and region pair.
const jobName = 'batch-gpu-job';
// The GPU type. You can view a list of the available GPU types
// by using the `gcloud compute accelerator-types list` command.
const gpuType = 'nvidia-l4';
// The number of GPUs of the specified type.
const gpuCount = 1;
// Optional. When set to true, Batch fetches the drivers required for the GPU type
// that you specify in the policy field from a third-party location,
// and Batch installs them on your behalf. If you set this field to false (default),
// you need to install GPU drivers manually to use any GPUs for this job.
const installGpuDrivers = false;
// Accelerator-optimized machine types are available to Batch jobs. See the list
// of available types on: https://cloud.google.com/compute/docs/accelerator-optimized-machines
const machineType = 'g2-standard-4';

// Define what will be done as part of the job.
const runnable = new batch.Runnable({
  script: new batch.Runnable.Script({
    commands: ['-c', 'echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}.'],
  }),
});

const task = new batch.TaskSpec({
  runnables: [runnable],
  maxRetryCount: 2,
  maxRunDuration: {seconds: 3600},
});

// Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
const group = new batch.TaskGroup({
  taskCount: 3,
  taskSpec: task,
});

// Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
// In this case, we tell the system to use "g2-standard-4" machine type.
// Read more about machine types here: https://cloud.google.com/compute/docs/machine-types
const instancePolicy = new batch.AllocationPolicy.InstancePolicy({
  machineType,
  // Accelerator describes Compute Engine accelerators to be attached to the VM
  accelerators: [
    new batch.AllocationPolicy.Accelerator({
      type: gpuType,
      count: gpuCount,
      installGpuDrivers,
    }),
  ],
});

const allocationPolicy = new batch.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate({
  instances: [{installGpuDrivers, policy: instancePolicy}],
});

const job = new batch.Job({
  name: jobName,
  taskGroups: [group],
  labels: {env: 'testing', type: 'script'},
  allocationPolicy,
  // We use Cloud Logging as it's an option available out of the box
  logsPolicy: new batch.LogsPolicy({
    destination: batch.LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING,
  }),
});
// The job's parent is the project and region in which the job will run
const parent = `projects/${projectId}/locations/${region}`;

async function callCreateBatchGPUJob() {
  // Construct request
  const request = {
    parent,
    jobId: jobName,
    job,
  };

  // Run request
  const [response] = await batchClient.createJob(request);
  console.log(JSON.stringify(response));
}

await callCreateBatchGPUJob();

Python

from google.cloud import batch_v1


def create_gpu_job(project_id: str, region: str, job_name: str) -> batch_v1.Job:
    """
    This method shows how to create a sample Batch Job that will run
    a simple command on Cloud Compute instances on GPU machines.

    Args:
        project_id: project ID or project number of the Cloud project you want to use.
        region: name of the region you want to use to run the job. Regions that are
            available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
        job_name: the name of the job that will be created.
            It needs to be unique for each project and region pair.

    Returns:
        A job object representing the job created.
    """
    client = batch_v1.BatchServiceClient()

    # Define what will be done as part of the job.
    task = batch_v1.TaskSpec()
    runnable = batch_v1.Runnable()
    runnable.script = batch_v1.Runnable.Script()
    runnable.script.text = "echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}. This job has a total of ${BATCH_TASK_COUNT} tasks."
    # You can also run a script from a file. Just remember, that needs to be a script that's
    # already on the VM that will be running the job. Using runnable.script.text and runnable.script.path is mutually
    # exclusive.
    # runnable.script.path = '/tmp/test.sh'
    task.runnables = [runnable]

    # We can specify what resources are requested by each task.
    resources = batch_v1.ComputeResource()
    resources.cpu_milli = 2000  # in milliseconds per cpu-second. This means the task requires 2 whole CPUs.
    resources.memory_mib = 16  # in MiB
    task.compute_resource = resources

    task.max_retry_count = 2
    task.max_run_duration = "3600s"

    # Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
    # Currently, it's possible to have only one task group.
    group = batch_v1.TaskGroup()
    group.task_count = 4
    group.task_spec = task

    # Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
    # In this case, we tell the system to use "g2-standard-4" machine type.
    # Read more about machine types here: https://cloud.google.com/compute/docs/machine-types
    policy = batch_v1.AllocationPolicy.InstancePolicy()
    policy.machine_type = "g2-standard-4"

    instances = batch_v1.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate()
    instances.policy = policy
    instances.install_gpu_drivers = True
    allocation_policy = batch_v1.AllocationPolicy()
    allocation_policy.instances = [instances]

    job = batch_v1.Job()
    job.task_groups = [group]
    job.allocation_policy = allocation_policy
    job.labels = {"env": "testing", "type": "container"}
    # We use Cloud Logging as it's an out of the box available option
    job.logs_policy = batch_v1.LogsPolicy()
    job.logs_policy.destination = batch_v1.LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING

    create_request = batch_v1.CreateJobRequest()
    create_request.job = job
    create_request.job_id = job_name
    # The job's parent is the region in which the job will run
    create_request.parent = f"projects/{project_id}/locations/{region}"

    return client.create_job(create_request)

Use GPUs para VMs N1

Pode criar uma tarefa que use GPUs para VMs N1 através da Google Cloud consola, da CLI gcloud, da API Batch, do Java, do Node.js ou do Python.

Consola

Para criar uma tarefa que use GPUs através da Google Cloud consola, faça o seguinte:

  1. Na Google Cloud consola, aceda à página Lista de tarefas.

    Aceda à lista de trabalhos

  2. Clique em Criar. É apresentada a página Criar tarefa em lote. No painel do lado esquerdo, a página Detalhes da tarefa está selecionada.

  3. Configure a página Detalhes da tarefa:

    1. Opcional: no campo Nome da tarefa, personalize o nome da tarefa.

      Por exemplo, introduza example-gpu-job.

    2. Configure a secção Detalhes da tarefa:

      1. Na janela Novo executável, adicione, pelo menos, um script ou um contentor para que esta tarefa seja executada.

        Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica, faça o seguinte:

        1. Selecione a caixa de verificação Script. É apresentado um campo.

        2. No campo, introduza o seguinte script:

          echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}.
          
        3. Clique em Concluído.

      2. No campo Número de tarefas, introduza o número de tarefas para este trabalho.

        Por exemplo, introduza 3.

      3. Opcional: no campo Paralelismo, introduza o número de tarefas a executar em simultâneo.

        Por exemplo, introduza 1 (predefinição).

  4. Configure a página Especificações de recursos:

    1. No painel esquerdo, clique em Especificações de recursos. É apresentada a página Especificações dos recursos.

    2. Opcional: na secção Modelo de aprovisionamento de VMs, selecione uma das seguintes opções para o modelo de aprovisionamento das VMs desta tarefa:

      • Se a sua tarefa puder suportar a preempção e quiser VMs com desconto, selecione Spot.

      • Caso contrário, selecione Padrão (predefinição).

    3. Selecione a localização para este trabalho.

      1. No campo Região, selecione uma região.

      2. No campo Zona, faça uma das seguintes ações:

        • Se quiser restringir a execução desta tarefa apenas a uma zona específica, selecione uma zona.

        • Caso contrário, selecione qualquer (predefinição).

    4. Selecione o tipo de máquina de GPU para as VMs deste trabalho:

      1. Nas opções de família de máquinas, clique em GPUs.

      2. No campo Tipo de GPU, selecione o tipo de GPUs.

        Se selecionou um dos tipos de GPU para VMs N1, o campo Série é definido como N1.

      3. No campo Número de GPUs, selecione o número de GPUs para cada VM.

      4. No campo Tipo de máquina, selecione o tipo de máquina.

      5. Para instalar automaticamente os controladores da GPU, selecione Instalação do controlador da GPU (predefinição).

    5. Configure a quantidade de recursos de VM necessários para cada tarefa:

      1. No campo Núcleos, introduza a quantidade de vCPUs por tarefa.

        Por exemplo, introduza 1 (predefinição).

      2. No campo Memória, introduza a quantidade de RAM em GB por tarefa.

        Por exemplo, introduza 0.5 (predefinição).

    6. Clique em Concluído.

  5. Opcional: configure os outros campos desta tarefa.

  6. Opcional: para rever a configuração da tarefa, no painel esquerdo, clique em Pré-visualizar.

  7. Clique em Criar.

    A página Detalhes do trabalho apresenta o trabalho que criou.

gcloud

  1. Crie um ficheiro JSON que instale controladores de GPU, defina os subcampos type e count do campo accelerators[] e seja executado numa localização que tenha o tipo de máquina de GPU.

    Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs N1 e permita que o Batch selecione o tipo de máquina N1 exato, crie um ficheiro JSON com o seguinte conteúdo:

    {
        "taskGroups": [
            {
                "taskSpec": {
                    "runnables": [
                        {
                            "script": {
                                "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                            }
                        }
                    ]
                },
                "taskCount": 3,
                "parallelism": 1
            }
        ],
        "allocationPolicy": {
            "instances": [
                {
                    "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                    "policy": {
                        "accelerators": [
                            {
                                "type": "GPU_TYPE",
                                "count": GPU_COUNT
                            }
                        ]
                    }
                }
            ],
            "location": {
                "allowedLocations": [
                    "ALLOWED_LOCATIONS"
                ]
            }
        },
        "logsPolicy": {
            "destination": "CLOUD_LOGGING"
        }
    }
    

    Substitua o seguinte:

  2. Para criar e executar a tarefa, use o comando gcloud batch jobs submit:

    gcloud batch jobs submit JOB_NAME \
        --location LOCATION \
        --config JSON_CONFIGURATION_FILE
    

    Substitua o seguinte:

    • JOB_NAME: o nome da tarefa.

    • LOCATION: a localização do trabalho.

    • JSON_CONFIGURATION_FILE: o caminho para um ficheiro JSON com os detalhes de configuração da tarefa.

API

Faça um pedido POST ao método jobs.create que instala controladores de GPU, define os subcampos type e count do campo accelerators[] e usa uma localização que tem o tipo de máquina de GPU.

Por exemplo, para criar uma tarefa de script básica que use GPUs para VMs N1 e permita que o Batch selecione o tipo de máquina N1 exato, faça o seguinte pedido:

POST https://batch.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/jobs?job_id=JOB_NAME

{
    "taskGroups": [
        {
            "taskSpec": {
                "runnables": [
                    {
                        "script": {
                            "text": "echo Hello world from task ${BATCH_TASK_INDEX}."
                        }
                    }
                ]
            },
            "taskCount": 3,
            "parallelism": 1
        }
    ],
    "allocationPolicy": {
        "instances": [
            {
                "installGpuDrivers": INSTALL_GPU_DRIVERS,
                "policy": {
                    "accelerators": [
                        {
                            "type": "GPU_TYPE",
                            "count": GPU_COUNT
                        }
                    ]
                }
            }
        ],
        "location": {
            "allowedLocations": [
                "ALLOWED_LOCATIONS"
            ]
        }
    },
    "logsPolicy": {
        "destination": "CLOUD_LOGGING"
    }
}

Substitua o seguinte:

Java


import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.Accelerator;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.InstancePolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate;
import com.google.cloud.batch.v1.BatchServiceClient;
import com.google.cloud.batch.v1.CreateJobRequest;
import com.google.cloud.batch.v1.Job;
import com.google.cloud.batch.v1.LogsPolicy;
import com.google.cloud.batch.v1.Runnable;
import com.google.cloud.batch.v1.Runnable.Script;
import com.google.cloud.batch.v1.TaskGroup;
import com.google.cloud.batch.v1.TaskSpec;
import com.google.protobuf.Duration;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class CreateGpuJobN1 {

  public static void main(String[] args)
      throws IOException, ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    // Project ID or project number of the Google Cloud project you want to use.
    String projectId = "YOUR_PROJECT_ID";
    // Name of the region you want to use to run the job. Regions that are
    // available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
    String region = "europe-central2";
    // The name of the job that will be created.
    // It needs to be unique for each project and region pair.
    String jobName = "JOB_NAME";
    // Optional. When set to true, Batch fetches the drivers required for the GPU type
    // that you specify in the policy field from a third-party location,
    // and Batch installs them on your behalf. If you set this field to false (default),
    // you need to install GPU drivers manually to use any GPUs for this job.
    boolean installGpuDrivers = false;
    // The GPU type. You can view a list of the available GPU types
    // by using the `gcloud compute accelerator-types list` command.
    String gpuType = "nvidia-tesla-t4";
    // The number of GPUs of the specified type.
    int gpuCount = 2;

    createGpuJob(projectId, region, jobName, installGpuDrivers, gpuType, gpuCount);
  }

  // Create a job that uses GPUs
  public static Job createGpuJob(String projectId, String region, String jobName,
                                  boolean installGpuDrivers, String gpuType, int gpuCount)
      throws IOException, ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only needs to be created
    // once, and can be reused for multiple requests.
    try (BatchServiceClient batchServiceClient = BatchServiceClient.create()) {
      // Define what will be done as part of the job.
      Runnable runnable =
          Runnable.newBuilder()
              .setScript(
                  Script.newBuilder()
                      .setText(
                          "echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}. "
                                  + "This job has a total of ${BATCH_TASK_COUNT} tasks.")
                      // You can also run a script from a file. Just remember, that needs to be a
                      // script that's already on the VM that will be running the job.
                      // Using setText() and setPath() is mutually exclusive.
                      // .setPath("/tmp/test.sh")
                      .build())
              .build();

      TaskSpec task = TaskSpec.newBuilder()
                  // Jobs can be divided into tasks. In this case, we have only one task.
                  .addRunnables(runnable)
                  .setMaxRetryCount(2)
                  .setMaxRunDuration(Duration.newBuilder().setSeconds(3600).build())
                  .build();

      // Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
      // Currently, it's possible to have only one task group.
      TaskGroup taskGroup = TaskGroup.newBuilder()
          .setTaskCount(3)
          .setParallelism(1)
          .setTaskSpec(task)
          .build();

      // Accelerator describes Compute Engine accelerators to be attached to the VM.
      Accelerator accelerator = Accelerator.newBuilder()
          .setType(gpuType)
          .setCount(gpuCount)
          .build();

      // Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
      AllocationPolicy allocationPolicy =
          AllocationPolicy.newBuilder()
              .addInstances(
                  InstancePolicyOrTemplate.newBuilder()
                      .setInstallGpuDrivers(installGpuDrivers)
                      .setPolicy(InstancePolicy.newBuilder().addAccelerators(accelerator))
                      .build())
              .build();

      Job job =
          Job.newBuilder()
              .addTaskGroups(taskGroup)
              .setAllocationPolicy(allocationPolicy)
              .putLabels("env", "testing")
              .putLabels("type", "script")
              // We use Cloud Logging as it's an out of the box available option.
              .setLogsPolicy(
                  LogsPolicy.newBuilder().setDestination(LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING))
              .build();

      CreateJobRequest createJobRequest =
          CreateJobRequest.newBuilder()
              // The job's parent is the region in which the job will run.
              .setParent(String.format("projects/%s/locations/%s", projectId, region))
              .setJob(job)
              .setJobId(jobName)
              .build();

      Job result =
          batchServiceClient
              .createJobCallable()
              .futureCall(createJobRequest)
              .get(5, TimeUnit.MINUTES);

      System.out.printf("Successfully created the job: %s", result.getName());

      return result;
    }
  }
}

Node.js

// Imports the Batch library
const batchLib = require('@google-cloud/batch');
const batch = batchLib.protos.google.cloud.batch.v1;

// Instantiates a client
const batchClient = new batchLib.v1.BatchServiceClient();

/**
 * TODO(developer): Update these variables before running the sample.
 */
// Project ID or project number of the Google Cloud project you want to use.
const projectId = await batchClient.getProjectId();
// Name of the region you want to use to run the job. Regions that are
// available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
const region = 'europe-central2';
// The name of the job that will be created.
// It needs to be unique for each project and region pair.
const jobName = 'batch-gpu-job-n1';
// The GPU type. You can view a list of the available GPU types
// by using the `gcloud compute accelerator-types list` command.
const gpuType = 'nvidia-tesla-t4';
// The number of GPUs of the specified type.
const gpuCount = 1;
// Optional. When set to true, Batch fetches the drivers required for the GPU type
// that you specify in the policy field from a third-party location,
// and Batch installs them on your behalf. If you set this field to false (default),
// you need to install GPU drivers manually to use any GPUs for this job.
const installGpuDrivers = false;
// Accelerator-optimized machine types are available to Batch jobs. See the list
// of available types on: https://cloud.google.com/compute/docs/accelerator-optimized-machines
const machineType = 'n1-standard-16';

// Define what will be done as part of the job.
const runnable = new batch.Runnable({
  script: new batch.Runnable.Script({
    commands: ['-c', 'echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}.'],
  }),
});

const task = new batch.TaskSpec({
  runnables: [runnable],
  maxRetryCount: 2,
  maxRunDuration: {seconds: 3600},
});

// Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
const group = new batch.TaskGroup({
  taskCount: 3,
  taskSpec: task,
});

// Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
// In this case, we tell the system to use "g2-standard-4" machine type.
// Read more about machine types here: https://cloud.google.com/compute/docs/machine-types
const instancePolicy = new batch.AllocationPolicy.InstancePolicy({
  machineType,
  // Accelerator describes Compute Engine accelerators to be attached to the VM
  accelerators: [
    new batch.AllocationPolicy.Accelerator({
      type: gpuType,
      count: gpuCount,
      installGpuDrivers,
    }),
  ],
});

const allocationPolicy = new batch.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate({
  instances: [{installGpuDrivers, policy: instancePolicy}],
});

const job = new batch.Job({
  name: jobName,
  taskGroups: [group],
  labels: {env: 'testing', type: 'script'},
  allocationPolicy,
  // We use Cloud Logging as it's an option available out of the box
  logsPolicy: new batch.LogsPolicy({
    destination: batch.LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING,
  }),
});
// The job's parent is the project and region in which the job will run
const parent = `projects/${projectId}/locations/${region}`;

async function callCreateBatchGPUJobN1() {
  // Construct request
  const request = {
    parent,
    jobId: jobName,
    job,
  };

  // Run request
  const [response] = await batchClient.createJob(request);
  console.log(JSON.stringify(response));
}

await callCreateBatchGPUJobN1();

Python

from google.cloud import batch_v1


def create_gpu_job(
    project_id: str, region: str, zone: str, job_name: str
) -> batch_v1.Job:
    """
    This method shows how to create a sample Batch Job that will run
    a simple command on Cloud Compute instances on GPU machines.

    Args:
        project_id: project ID or project number of the Cloud project you want to use.
        region: name of the region you want to use to run the job. Regions that are
            available for Batch are listed on: https://cloud.google.com/batch/docs/get-started#locations
        zone: name of the zone you want to use to run the job. Important in regard to GPUs availability.
            GPUs availability can be found here: https://cloud.google.com/compute/docs/gpus/gpu-regions-zones
        job_name: the name of the job that will be created.
            It needs to be unique for each project and region pair.

    Returns:
        A job object representing the job created.
    """
    client = batch_v1.BatchServiceClient()

    # Define what will be done as part of the job.
    task = batch_v1.TaskSpec()
    runnable = batch_v1.Runnable()
    runnable.script = batch_v1.Runnable.Script()
    runnable.script.text = "echo Hello world! This is task ${BATCH_TASK_INDEX}. This job has a total of ${BATCH_TASK_COUNT} tasks."
    # You can also run a script from a file. Just remember, that needs to be a script that's
    # already on the VM that will be running the job. Using runnable.script.text and runnable.script.path is mutually
    # exclusive.
    # runnable.script.path = '/tmp/test.sh'
    task.runnables = [runnable]

    # We can specify what resources are requested by each task.
    resources = batch_v1.ComputeResource()
    resources.cpu_milli = 2000  # in milliseconds per cpu-second. This means the task requires 2 whole CPUs.
    resources.memory_mib = 16  # in MiB
    task.compute_resource = resources

    task.max_retry_count = 2
    task.max_run_duration = "3600s"

    # Tasks are grouped inside a job using TaskGroups.
    # Currently, it's possible to have only one task group.
    group = batch_v1.TaskGroup()
    group.task_count = 4
    group.task_spec = task

    # Policies are used to define on what kind of virtual machines the tasks will run on.
    # Read more about machine types here: https://cloud.google.com/compute/docs/machine-types
    policy = batch_v1.AllocationPolicy.InstancePolicy()
    policy.machine_type = "n1-standard-16"

    accelerator = batch_v1.AllocationPolicy.Accelerator()
    # Note: not every accelerator is compatible with instance type
    # Read more here: https://cloud.google.com/compute/docs/gpus#t4-gpus
    accelerator.type_ = "nvidia-tesla-t4"
    accelerator.count = 1

    policy.accelerators = [accelerator]
    instances = batch_v1.AllocationPolicy.InstancePolicyOrTemplate()
    instances.policy = policy
    instances.install_gpu_drivers = True
    allocation_policy = batch_v1.AllocationPolicy()
    allocation_policy.instances = [instances]

    location = batch_v1.AllocationPolicy.LocationPolicy()
    location.allowed_locations = ["zones/us-central1-b"]
    allocation_policy.location = location

    job = batch_v1.Job()
    job.task_groups = [group]
    job.allocation_policy = allocation_policy
    job.labels = {"env": "testing", "type": "container"}
    # We use Cloud Logging as it's an out of the box available option
    job.logs_policy = batch_v1.LogsPolicy()
    job.logs_policy.destination = batch_v1.LogsPolicy.Destination.CLOUD_LOGGING

    create_request = batch_v1.CreateJobRequest()
    create_request.job = job
    create_request.job_id = job_name
    # The job's parent is the region in which the job will run
    create_request.parent = f"projects/{project_id}/locations/{region}"

    return client.create_job(create_request)

O que se segue?