在 Docker 容器中執行 TPU 工作負載
Docker 容器會將程式碼和所有必要依附元件合併為一個可發布的套件,讓您更輕鬆地設定應用程式。您可以在 TPU VM 中執行 Docker 容器,簡化 Cloud TPU 應用程式的設定和共用程序。本文說明如何為 Cloud TPU 支援的每個機器學習架構設定 Docker 容器。
在 Docker 容器中訓練 PyTorch 模型
Cloud TPU 上的 PyTorch 說明 TPU 的 PyTorch 程式庫,並提供取得 Python 套件和 Docker 映像檔的說明文件連結。您可以直接使用 TorchTPU (請參閱「開始使用 GKE」,瞭解公開發布的容器映像檔),或使用 TorchTitan 參考程式庫,建構及執行容器化訓練工作負載。
在 Docker 容器中訓練 JAX 模型
執行下列指令前,請先建立以下環境變數:
export PROJECT_ID=your-project-id export TPU_NAME=your-tpu-name export ZONE=us-west4-a export ACCELERATOR_TYPE=v5litepod-8 export RUNTIME_VERSION=v2-alpha-tpuv5-lite
環境變數說明
PROJECT_ID:您的 Google Cloud 專案 ID。使用現有專案或建立新專案。TPU_NAME:TPU 的名稱。ZONE:建立 TPU VM 的可用區。如要進一步瞭解支援的可用區,請參閱「TPU 區域和可用區」。ACCELERATOR_TYPE:加速器類型會指定要建立的 Cloud TPU 版本和大小。如要進一步瞭解各 TPU 版本支援的加速器類型,請參閱「TPU 版本」。RUNTIME_VERSION:Cloud TPU 軟體版本。
TPU 裝置
建立 TPU VM
gcloud compute tpus tpu-vm create $TPU_NAME \ --zone=$ZONE \ --accelerator-type=$ACCELERATOR_TYPE \ --version=$RUNTIME_VERSION使用 SSH 連線至 TPU VM
gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --zone=$ZONE在 TPU VM 中啟動 Docker daemon
sudo systemctl start docker啟動 Docker 容器
sudo docker run --net=host -ti --rm --name your-container-name \ --privileged us-central1-docker.pkg.dev/tpu-pytorch-releases/docker/xla:r2.6.0_3.10_tpuvm_cxx11 \ bash安裝 JAX
pip install jax[tpu]安裝 FLAX
pip install --upgrade clu git clone https://github.com/google/flax.git pip install --user -e flax安裝
tensorflow和tensorflow-datasets套件pip install tensorflow pip install tensorflow-datasets執行 FLAX MNIST 訓練指令碼
cd flax/examples/mnist python3 main.py --workdir=/tmp/mnist \ --config=configs/default.py \ --config.learning_rate=0.05 \ --config.num_epochs=5
訓練指令碼完成後,請清除資源。
- 輸入
exit即可退出 Docker 容器 - 輸入
exit即可退出 TPU VM 刪除 TPU VM
gcloud compute tpus tpu-vm delete $TPU_NAME --zone=$ZONE
TPU 配量
在 TPU 切片上執行 JAX 程式碼時,必須同時在所有 TPU worker 上執行 JAX 程式碼。其中一個方法是使用 gcloud compute tpus tpu-vm ssh 指令,並搭配 --worker=all 和 --command 旗標。下列程序說明如何建立 Docker 映像檔,以便更輕鬆地設定各個 TPU worker。
在目前目錄中建立名為
Dockerfile的檔案,並貼上以下文字FROM python:3.10 RUN pip install jax[tpu] RUN pip install --upgrade clu RUN git clone https://github.com/google/flax.git RUN pip install --user -e flax RUN pip install tensorflow RUN pip install tensorflow-datasets WORKDIR ./flax/examples/mnist準備 Artifact Registry
gcloud artifacts repositories create your-repo \ --repository-format=docker \ --location=europe-west4 --description="Docker repository" \ --project=$PROJECT_ID gcloud artifacts repositories list \ --project=$PROJECT_ID gcloud auth configure-docker europe-west4-docker.pkg.dev建構 Docker 映像檔
docker build -t your-image-name .將 Docker 映像檔推送至 Artifact Registry 前,請先新增標記。如要進一步瞭解如何使用 Artifact Registry,請參閱「使用容器映像檔」。
docker tag your-image-name europe-west4-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/your-repo/your-image-name:your-tag將 Docker 映像檔推送至 Artifact Registry
docker push europe-west4-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/your-repo/your-image-name:your-tag建立 TPU VM
gcloud compute tpus tpu-vm create $TPU_NAME \ --zone=$ZONE \ --accelerator-type=$ACCELERATOR_TYPE \ --version=$RUNTIME_VERSION從所有 TPU 工作站 的 Artifact Registry 提取 Docker 映像檔
gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command='sudo usermod -a -G docker ${USER}'gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command="gcloud auth configure-docker europe-west4-docker.pkg.dev --quiet"gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command="docker pull europe-west4-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/your-repo/your-image-name:your-tag"在所有 TPU worker 上執行容器
gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command="docker run -ti -d --privileged --net=host --name your-container-name europe-west4-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/your-repo/your-image-name:your-tag bash"在所有 TPU worker 上執行訓練指令碼
gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command="docker exec --privileged your-container-name python3 main.py --workdir=/tmp/mnist \ --config=configs/default.py \ --config.learning_rate=0.05 \ --config.num_epochs=5"
訓練指令碼完成後,請清除資源。
關閉所有 worker 上的容器
gcloud compute tpus tpu-vm ssh $TPU_NAME --worker=all \ --zone=$ZONE \ --command="docker kill your-container-name"刪除 TPU VM
gcloud compute tpus tpu-vm delete $TPU_NAME \ --zone=$ZONE