Introduzione a Trillium (v6e)

v6e viene utilizzato per fare riferimento a Trillium in questa documentazione, nell'API TPU e nei log. v6e rappresenta la sesta generazione di TPU di Google.

Con 256 chip per pod, l'architettura v6e condivide molte somiglianze con la v5e. Questo sistema è ottimizzato per l'addestramento, la messa a punto e la pubblicazione di trasformatori, conversione di testo in immagini e reti neurali convoluzionali (CNN).

Per ulteriori informazioni sull'architettura e sulle configurazioni di sistema v6e, consulta TPU v6e.

Questo documento introduttivo si concentra sulle procedure di addestramento e pubblicazione dei modelli utilizzando i framework JAX o PyTorch. Con ogni framework, puoi eseguire il provisioning delle TPU utilizzando le risorse in coda o GKE. La configurazione di GKE può essere eseguita utilizzando XPK o i comandi GKE.

Procedura generale per addestrare o eseguire il servizio di un modello utilizzando la versione 6e

  1. Preparare un Google Cloud progetto
  2. Capacità sicura
  3. Esegui il provisioning dell'ambiente Cloud TPU
  4. Esegui un carico di lavoro di addestramento o di inferenza del modello

Prepara un progetto Google Cloud

Prima di poter utilizzare Cloud TPU, devi:

  • Crea un Google Cloud account e un progetto con la fatturazione abilitata
  • Installa i componenti alpha di Google Cloud CLI
  • Abilita l'API Cloud TPU
  • Crea un agente di servizio Cloud TPU
  • Crea un account di servizio Cloud TPU e concedi le autorizzazioni

Per saperne di più, vedi Configurare l'ambiente Cloud TPU.

Garantire la capacità

Contatta l'Google Cloud assistenza per richiedere una quota Cloud TPU v6e e per rispondere a eventuali domande sulla capacità.

Esegui il provisioning dell'ambiente Cloud TPU

È possibile eseguire il provisioning e la gestione di Cloud TPU v6e con GKE, con GKE e XPK (uno strumento CLI wrapper per GKE) o come risorse in coda.

Prerequisiti

  • Verifica che il tuo progetto disponga di una quota TPUS_PER_TPU_FAMILY sufficiente, che specifica il numero massimo di chip a cui puoi accedere all'interno del progetto Google Cloud.
  • La versione 6e è stata testata con la seguente configurazione:
    • Python 3.10 o versioni successive
    • Versioni software Nightly:
      • JAX per notte 0.4.32.dev20240912
      • Nightly LibTPU 0.1.dev20240912+nightly
    • Versioni software stabili:
      • JAX + JAX Lib della versione 0.4.37
  • Verifica che il tuo progetto disponga di una quota sufficiente per:

    • Quota VM Cloud TPU
    • Quota di indirizzi IP
    • Quota per Hyperdisk bilanciato e per qualsiasi altro tipo di disco che vuoi utilizzare

  • Se utilizzi GKE con XPK, consulta Autorizzazioni di Cloud Console per l'account utente o di servizio per conoscere le autorizzazioni necessarie per eseguire XPK.

Creare variabili di ambiente

In Cloud Shell, crea le seguenti variabili di ambiente:

export NODE_ID=your-tpu-name
export PROJECT_ID=your-project-id
export ACCELERATOR_TYPE=v6e-16
export ZONE=us-east1-d
export RUNTIME_VERSION=v2-alpha-tpuv6e
export SERVICE_ACCOUNT=your-service-account
export QUEUED_RESOURCE_ID=your-queued-resource-id
export VALID_DURATION=your-duration 

# Additional environment variable needed for Multislice:
export NUM_SLICES=number-of-slices

# Use a custom network for better performance as well as to avoid having the default network becoming overloaded.

export NETWORK_NAME=${PROJECT_ID}-mtu9k
export NETWORK_FW_NAME=${NETWORK_NAME}-fw

Descrizioni dei flag dei comandi

Variabile Descrizione
NODE_ID L'ID assegnato dall'utente della Cloud TPU che viene creato quando viene allocata la richiesta di risorse in coda.
PROJECT_ID Google Cloud nome progetto. Utilizza un progetto esistente o creane uno nuovo. Per ulteriori informazioni, vedi Configurare il Google Cloud progetto.
ZONA Consulta il documento Regioni e zone di Cloud TPU per le zone supportate.
ACCELERATOR_TYPE Consulta la sezione Tipi di acceleratore.
RUNTIME_VERSION v2-alpha-tpuv6e
SERVICE_ACCOUNT Si tratta dell'indirizzo email del tuo account di servizio che puoi trovare in Google Cloud Console -> IAM -> Account di servizio

Ad esempio: tpu-service-account@your-project-ID.iam.gserviceaccount.com.com

NUM_SLICES Il numero di slice da creare (necessario solo per Multislice).
QUEUED_RESOURCE_ID L'ID di testo assegnato dall'utente della richiesta di risorsa in coda.
VALID_DURATION La durata di validità della richiesta di risorse in coda.
NETWORK_NAME Il nome di una rete secondaria da utilizzare.
NETWORK_FW_NAME Il nome di un firewall di rete secondario da utilizzare.

Ottimizzare le prestazioni della rete

Per le migliori prestazioni,utilizza una rete con 8896 MTU (unità massima di trasmissione).

Per impostazione predefinita, un Virtual Private Cloud (VPC) fornisce solo un MTU di 1460 byte,che offrirà prestazioni di rete non ottimali. Puoi impostare l'MTU di una rete VPC su qualsiasi valore compreso tra 1300 e 8896 byte (inclusi). Le dimensioni MTU personalizzate comuni sono 1500 byte (Ethernet standard) o 8896 byte (il massimo possibile). Per maggiori informazioni, consulta Dimensioni MTU valide per le reti VPC.

Per saperne di più sulla modifica dell'impostazione MTU per una rete esistente o predefinita, consulta Modificare l'impostazione MTU di una rete VPC.

L'esempio seguente crea una rete con 8896 MTU.

export RESOURCE_NAME=your-resource-name
export NETWORK_NAME=${RESOURCE_NAME}-privatenetwork
export NETWORK_FW_NAME=${RESOURCE_NAME}-privatefirewall
gcloud compute networks create ${NETWORK_NAME} --mtu=8896 --project=${PROJECT_ID} \
 --subnet-mode=auto --bgp-routing-mode=regional
gcloud compute firewall-rules create ${NETWORK_FW_NAME} --network=${NETWORK_NAME} \
 --allow tcp,icmp,udp --project=${PROJECT_ID}

Utilizzo di più NIC (opzione per Multislice)

Le seguenti variabili di ambiente sono necessarie per una subnet secondaria quando utilizzi un ambiente Multislice.

export NETWORK_NAME_2=${RESOURCE_NAME}
export SUBNET_NAME_2=${RESOURCE_NAME}
export FIREWALL_RULE_NAME=${RESOURCE_NAME}
export ROUTER_NAME=${RESOURCE_NAME}-network-2
export NAT_CONFIG=${RESOURCE_NAME}-natconfig-2
export REGION=your-region

Utilizza i seguenti comandi per creare il routing IP personalizzato per la rete e la subnet.

gcloud compute networks create ${NETWORK_NAME_2} --mtu=8896 \
   --bgp-routing-mode=regional --subnet-mode=custom --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute networks subnets create ${SUBNET_NAME_2} \
   --network=${NETWORK_NAME_2} \
   --range=10.10.0.0/18 --region=${REGION} \
   --project=${PROJECT_ID}

gcloud compute firewall-rules create ${FIREWALL_RULE_NAME} \
   --network=${NETWORK_NAME_2} --allow tcp,icmp,udp \
   --source-ranges 10.10.0.0/18 --project=${PROJECT_ID}

gcloud compute routers create ${ROUTER_NAME} \
  --project=${PROJECT_ID} \
  --network=${NETWORK_NAME_2} \
  --region=${REGION}

gcloud compute routers nats create ${NAT_CONFIG} \
  --router=${ROUTER_NAME} \
  --region=${REGION} \
  --auto-allocate-nat-external-ips \
  --nat-all-subnet-ip-ranges \
  --project=${PROJECT_ID} \
  --enable-logging

Dopo aver creato uno slice multirete, puoi verificare che entrambe le schede di interfaccia di rete (NIC) siano in uso configurando un cluster XPK e aggiungendo il flag --command ifconfig al comando di creazione del carico di lavoro XPK.

Utilizza il seguente comando xpk workload per visualizzare l'output del comando ifconfig nei log della Google Cloud console e controlla che sia eth0 che eth1 abbiano mtu=8896.

python3 xpk.py workload create \
   --cluster CLUSTER_NAME \
   {--base-docker-image maxtext_base_image | --docker-image your-cloud-image-name} \
   --workload=${USER}-xpk-${ACCELERATOR_TYPE}-${NUM_SLICES} \
   --tpu-type=${ACCELERATOR_TYPE} \
   --num-slices=${NUM_SLICES}  \
   --on-demand \
   --zone=${ZONE} \
   --project=${PROJECT_ID} \
   --command "ifconfig"

Se vuoi abilitare i log di debug o utilizzare Vertex AI TensorBoard, aggiungi i seguenti argomenti facoltativi al comando:

    --enable-debug-logs \
    --use-vertex-tensorboard

Verifica che sia eth0 che eth1 abbiano mtu=8896. Puoi verificare che la multi-NIC sia in esecuzione aggiungendo il flag --command ifconfig al comando di creazione del carico di lavoro XPK. Controlla l'output del carico di lavoro xpk nei Google Cloud log della console e verifica che sia eth0 sia eth1 abbiano mtu=8896.

Migliorare le impostazioni TCP

Se hai creato le tue Cloud TPU utilizzando l'interfaccia delle risorse in coda, puoi eseguire il seguente comando per migliorare le prestazioni della rete aumentando i limiti del buffer di ricezione TCP.

gcloud alpha compute tpus queued-resources ssh "${QUEUED_RESOURCE_ID}" \
  --project "${PROJECT_ID}" \
  --zone "${ZONE}" \
  --node=all \
  --command='sudo sh -c "echo \"4096 41943040 314572800\" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem"' \
  --worker=all

Eseguire il provisioning con risorse in coda

Puoi creare una Cloud TPU v6e utilizzando le risorse in coda. Le risorse in coda ti consentono di ricevere la capacità non appena diventa disponibile. Puoi specificare un'ora di inizio e di fine facoltative per indicare quando deve essere compilata la richiesta. Per ulteriori informazioni, consulta Gestire le risorse in coda.

Provisionare Cloud TPU v6e con GKE o XPK

Se utilizzi i comandi GKE con la versione 6e, puoi utilizzare i comandi Kubernetes o XPK per eseguire il provisioning delle TPU Cloud e addestrare o pubblicare i modelli. Consulta Pianificare le Cloud TPU in GKE per scoprire come pianificare le configurazioni di Cloud TPU nei cluster GKE. Le seguenti sezioni forniscono i comandi per creare un cluster XPK con supporto per una singola NIC e per più NIC.

Creare un cluster XPK con il supporto di una singola NIC

export CLUSTER_NAME=xpk-cluster-name
export ZONE=us-east1-d
export PROJECT_ID=your-project-id
export TPU_TYPE=v6e-256
export NUM_SLICES=2

export NETWORK_NAME=${CLUSTER_NAME}-mtu9k
export NETWORK_FW_NAME=${NETWORK_NAME}-fw
gcloud compute networks create ${NETWORK_NAME} \
   --mtu=8896 \
   --project=${PROJECT_ID} \
   --subnet-mode=auto \
   --bgp-routing-mode=regional
gcloud compute firewall-rules create ${NETWORK_FW_NAME} \
   --network=${NETWORK_NAME} \
   --allow tcp,icmp,udp \
   --project=${PROJECT_ID}
export CLUSTER_ARGUMENTS="--network=${NETWORK_NAME} --subnetwork=${NETWORK_NAME}"
python3 xpk.py cluster create --cluster=${CLUSTER_NAME} \
   --cluster-cpu-machine-type=e2-standard-8 \
   --num-slices=${NUM_SLICES} \
   --tpu-type=${TPU_TYPE} \
   --zone=${ZONE}  \
   --project=${PROJECT_ID} \
   --on-demand \
   --custom-cluster-arguments="${CLUSTER_ARGUMENTS}"  \
   --create-vertex-tensorboard

Descrizioni dei flag dei comandi

Variabile Descrizione
CLUSTER_NAME Il nome assegnato dall'utente al cluster XPK.
PROJECT_ID Google Cloud nome progetto. Utilizza un progetto esistente o creane uno nuovo. Per ulteriori informazioni, vedi Configurare il Google Cloud progetto.
ZONA Consulta il documento Regioni e zone di Cloud TPU per le zone supportate.
TPU_TYPE Consulta la sezione Tipi di acceleratore.
NUM_SLICES Il numero di slice che vuoi creare
CLUSTER_ARGUMENTS La rete e la subnet da utilizzare.

Ad esempio: --network=${NETWORK_NAME} --subnetwork=${NETWORK_NAME}

NUM_SLICES Il numero di sezioni da creare.
NETWORK_NAME Il nome di una rete secondaria da utilizzare.
NETWORK_FW_NAME Il nome di un firewall di rete secondario da utilizzare.

Creare un cluster XPK con supporto multi-NIC

export CLUSTER_NAME=xpk-cluster-name
export REGION=your-region
export ZONE=us-east1-d
export PROJECT_ID=your-project-id
export TPU_TYPE=v6e-256
export NUM_SLICES=2

export NETWORK_NAME_1=${CLUSTER_NAME}-mtu9k-1-${ZONE}
export SUBNET_NAME_1=${CLUSTER_NAME}-privatesubnet-1-${ZONE}
export NETWORK_FW_NAME_1=${NETWORK_NAME_1}-fw-1-${ZONE}
export FIREWALL_RULE_NAME=${CLUSTER_NAME}-privatefirewall-1-${ZONE}
export ROUTER_NAME=${CLUSTER_NAME}-network-1-${ZONE}
export NAT_CONFIG=${CLUSTER_NAME}-natconfig-1-${ZONE}
gcloud compute networks create ${NETWORK_NAME_1} \
   --mtu=8896 \
   --bgp-routing-mode=regional \
   --subnet-mode=custom \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute networks subnets create ${SUBNET_NAME_1} \
   --network=${NETWORK_NAME_1} \
   --range=10.11.0.0/18 \
   --region=${REGION} \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute firewall-rules create ${FIREWALL_RULE_NAME} \
   --network=${NETWORK_NAME_1} \
   --allow tcp,icmp,udp \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute routers create ${ROUTER_NAME} \
    --project=${PROJECT_ID} \
    --network=${NETWORK_NAME_1} \
    --region=${REGION}
gcloud compute routers nats create ${NAT_CONFIG} \
    --router=${ROUTER_NAME} \
    --region=${REGION} \
    --auto-allocate-nat-external-ips \
    --nat-all-subnet-ip-ranges \
    --project=${PROJECT_ID} \
    --enable-logging
# Secondary subnet for multi-nic experience.
# Need custom IP routing to be different from the first network's subnet.

export NETWORK_NAME_2=${CLUSTER_NAME}-privatenetwork-2-${ZONE}
export SUBNET_NAME_2=${CLUSTER_NAME}-privatesubnet-2-${ZONE}
export FIREWALL_RULE_NAME=${CLUSTER_NAME}-privatefirewall-2-${ZONE}
export ROUTER_NAME=${CLUSTER_NAME}-network-2-${ZONE}
export NAT_CONFIG=${CLUSTER_NAME}-natconfig-2-${ZONE}
gcloud compute networks create ${NETWORK_NAME_2} \
   --mtu=8896 \
   --bgp-routing-mode=regional \
   --subnet-mode=custom \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute networks subnets create ${SUBNET_NAME_2} \
   --network=${NETWORK_NAME_2} \
   --range=10.10.0.0/18 \
   --region=${REGION} \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute firewall-rules create ${FIREWALL_RULE_NAME} \
   --network=${NETWORK_NAME_2} \
   --allow tcp,icmp,udp \
   --project=${PROJECT_ID}
gcloud compute routers create ${ROUTER_NAME} \
     --project=${PROJECT_ID} \
     --network=${NETWORK_NAME_2} \
     --region=${REGION}
gcloud compute routers nats create ${NAT_CONFIG} \
     --router=${ROUTER_NAME} \
     --region=${REGION} \
     --auto-allocate-nat-external-ips \
     --nat-all-subnet-ip-ranges \
     --project=${PROJECT_ID} \
     --enable-logging
export CLUSTER_ARGUMENTS="--enable-dataplane-v2 --enable-ip-alias --enable-multi-networking --network=${NETWORK_NAME_1} --subnetwork=${SUBNET_NAME_1}"

export NODE_POOL_ARGUMENTS="--additional-node-network network=${NETWORK_NAME_2},subnetwork=${SUBNET_NAME_2}"
python3 xpk.py cluster create \
    --cluster=${CLUSTER_NAME} \
    --cluster-cpu-machine-type=e2-standard-8 \
    --num-slices=${NUM_SLICES} \
    --tpu-type=${TPU_TYPE} \
    --zone=${ZONE}  \
    --project=${PROJECT_ID} \
    --on-demand \
    --custom-cluster-arguments="${CLUSTER_ARGUMENTS}" \
    --custom-nodepool-arguments="${NODE_POOL_ARGUMENTS}" \
    --create-vertex-tensorboard

Descrizioni dei flag dei comandi

Variabile Descrizione
CLUSTER_NAME Il nome assegnato dall'utente al cluster XPK.
PROJECT_ID Google Cloud nome progetto. Utilizza un progetto esistente o creane uno nuovo. Per ulteriori informazioni, vedi Configurare il Google Cloud progetto.
ZONA Consulta il documento Regioni e zone di Cloud TPU per le zone supportate.
TPU_TYPE Consulta la sezione Tipi di acceleratore.
NUM_SLICES Il numero di slice che vuoi creare
CLUSTER_ARGUMENTS La rete e la subnet da utilizzare.

Ad esempio: --enable-dataplane-v2 --enable-ip-alias --enable-multi-networking --network=${NETWORK_NAME_1} --subnetwork=${SUBNET_NAME_1}

NODE_POOL_ARGUMENTS La rete del nodo aggiuntivo da utilizzare.

Ad esempio: --additional-node-network network=${NETWORK_NAME_2},subnetwork=${SUBNET_NAME_2}

NUM_SLICES Il numero di slice da creare (necessario solo per Multislice).
NETWORK_NAME Il nome di una rete secondaria da utilizzare.
NETWORK_FW_NAME Il nome di un firewall di rete secondario da utilizzare.

Configurazione del framework

Questa sezione descrive la procedura di configurazione generale per l'addestramento dei modelli di ML utilizzando i framework JAX e PyTorch. Se utilizzi GKE, puoi utilizzare i comandi XPK o Kubernetes per la configurazione del framework.

Configurazione per JAX

Questa sezione fornisce istruzioni di configurazione per l'esecuzione di workload JAX su GKE, con o senza XPK, nonché per l'utilizzo delle risorse in coda.

Configura JAX utilizzando GKE

Singolo slice su un singolo host

L'esempio seguente configura un pool di nodi a un host 2x2 utilizzando un file YAML di Kubernetes.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: tpu-pod-jax-v6e-a
spec:
  restartPolicy: Never
  nodeSelector:
    cloud.google.com/gke-tpu-accelerator: tpu-v6e-slice
    cloud.google.com/gke-tpu-topology: 2x2
  containers:
  - name: tpu-job
    image: python:3.10
    securityContext:
      privileged: true
    command:
    - bash
    - -c
    - |
      pip install -U --pre jax jaxlib libtpu-nightly requests -i https://us-python.pkg.dev/ml-oss-artifacts-published/jax/simple/ -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html
      JAX_PLATFORMS=tpu,cpu ENABLE_PJRT_COMPATIBILITY=true python3 -c 'import jax; print("Total TPU chips:", jax.device_count())'
    resources:
      requests:
        google.com/tpu: 4
      limits:
        google.com/tpu: 4

Al termine dell'operazione, dovresti visualizzare il seguente messaggio nel log GKE:

Total TPU chips: 4

Singolo slice su più host

L'esempio seguente configura un pool di nodi multi-host 4x4 utilizzando un file YAML di Kubernetes.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-svc
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    job-name: tpu-available-chips
---
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: tpu-available-chips
spec:
  backoffLimit: 0
  completions: 4
  parallelism: 4
  completionMode: Indexed
  template:
    spec:
      subdomain: headless-svc
      restartPolicy: Never
      nodeSelector:
        cloud.google.com/gke-tpu-accelerator: tpu-v6e-slice
        cloud.google.com/gke-tpu-topology: 4x4
      containers:
      - name: tpu-job
        image: python:3.10
        ports:
        - containerPort: 8471 # Default port using which TPU VMs communicate
        - containerPort: 8431 # Port to export TPU runtime metrics, if supported.
        securityContext:
          privileged: true
        command:
        - bash
        - -c
        - |
          pip install -U --pre jax jaxlib libtpu-nightly requests -i https://us-python.pkg.dev/ml-oss-artifacts-published/jax/simple/ -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html
          JAX_PLATFORMS=tpu,cpu ENABLE_PJRT_COMPATIBILITY=true python -c 'import jax; print("Total TPU chips:", jax.device_count())'
        resources:
          requests:
            google.com/tpu: 4
          limits:
            google.com/tpu: 4

Al termine dell'operazione, dovresti visualizzare il seguente messaggio nel log GKE:

Total TPU chips: 16

Multislice su più host

L'esempio seguente configura due pool di nodi multi-host 4x4 utilizzando un file YAML Kubernetes.

Come prerequisito, devi installare JobSet versione 0.2.3 o successive.

apiVersion: jobset.x-k8s.io/v1alpha2
kind: JobSet
metadata:
  name: multislice-job
  annotations:
    alpha.jobset.sigs.k8s.io/exclusive-topology: cloud.google.com/gke-nodepool
spec:
  failurePolicy:
    maxRestarts: 4
  replicatedJobs:
    - name: slice
      replicas: 2
      template:
        spec:
          parallelism: 4
          completions: 4
          backoffLimit: 0
          template:
            spec:
              hostNetwork: true
              dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet
              nodeSelector:
                cloud.google.com/gke-tpu-accelerator: tpu-v6e-slice
                cloud.google.com/gke-tpu-topology: 4x4
              hostNetwork: true
              containers:
              - name: jax-tpu
                image: python:3.10
                ports:
                - containerPort: 8471
                - containerPort: 8080
                - containerPort: 8431
                securityContext:
                  privileged: true
                command:
                - bash
                - -c
                - |
                  pip install -U --pre jax jaxlib libtpu-nightly requests -i https://us-python.pkg.dev/ml-oss-artifacts-published/jax/simple/ -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html
                  JAX_PLATFORMS=tpu,cpu ENABLE_PJRT_COMPATIBILITY=true python -c 'import jax; print("Total TPU chips:", jax.device_count())'
                resources:
                  limits:
                   google.com/tpu: 4
                  requests:
                   google.com/tpu: 4

Al termine dell'operazione, dovresti visualizzare il seguente messaggio nel log GKE:

Total TPU chips: 32

Per saperne di più, consulta Eseguire un workload multislice nella documentazione di GKE.

Per migliorare le prestazioni, abilita hostNetwork.

Multi-NIC

Per utilizzare il seguente manifest multi-NIC, devi configurare le reti. Per ulteriori informazioni, consulta Configurare il supporto di più reti per i pod Kubernetes. Per sfruttare la multi-NIC in GKE, devi includere alcune annotazioni aggiuntive nel manifest del pod Kubernetes. Di seguito è riportato un manifesto di esempio del carico di lavoro multi-NIC non TPU.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sample-netdevice-pod-1
  annotations:
    networking.gke.io/default-interface: 'eth0'
    networking.gke.io/interfaces: |
      [
        {"interfaceName":"eth0","network":"default"},
        {"interfaceName":"eth1","network":"netdevice-network"}
      ]
spec:
  containers:
  - name: sample-netdevice-pod
    image: busybox
    command: ["sleep", "infinity"]
    ports:
    - containerPort: 80
  restartPolicy: Always
  tolerations:
  - key: "google.com/tpu"
    operator: "Exists"
    effect: "NoSchedule"

Se utilizzi il comando exec per connetterti al pod Kubernetes, dovresti vedere la NIC aggiuntiva utilizzando il seguente codice.

$ kubectl exec --stdin --tty sample-netdevice-pod-1 -- /bin/sh
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0@if11: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1460 qdisc noqueue
    link/ether da:be:12:67:d2:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.124.2.6/24 brd 10.124.2.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1460 qdisc mq qlen 1000
    link/ether 42:01:ac:18:00:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.24.0.4/32 scope global eth1
       valid_lft forever preferred_lft forever

Configura JAX utilizzando GKE con XPK

Per configurare JAX utilizzando GKE e XPK, consulta il file README di xpk.

Per configurare ed eseguire XPK con MaxText, consulta Come eseguire MaxText.

Configurare JAX utilizzando le risorse in coda

Installa JAX su tutte le VM Cloud TPU del tuo o dei tuoi slice contemporaneamente utilizzando il comando gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh. Per Multislice, aggiungi il flag --node=all.

gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --project ${PROJECT_ID} \
 --zone ${ZONE} --worker=all \
 --command='pip install -U --pre jax jaxlib libtpu-nightly requests -i https://us-python.pkg.dev/ml-oss-artifacts-published/jax/simple/ -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html'

Puoi eseguire il seguente comando per verificare quanti core Cloud TPU sono disponibili nel tuo slice e per verificare che tutto sia installato correttamente:

gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --project ${PROJECT_ID} \
   --zone ${ZONE} --worker=all  \
   --command='python3 -c "import jax; print(jax.device_count(), jax.local_device_count())"'

L'output è simile al seguente quando viene eseguito su una sezione v6e-16:

SSH: Attempting to connect to worker 0...
SSH: Attempting to connect to worker 1...
SSH: Attempting to connect to worker 2...
SSH: Attempting to connect to worker 3...
16 4
16 4
16 4
16 4

jax.device_count() mostra il numero totale di chip nell'intervallo specificato. jax.local_device_count() indica il numero di chip accessibili da una singola VM in questo slice.


 gcloud alpha compute tpus queued-resources ssh ${QUEUED_RESOURCE_ID} \
   --project=${PROJECT_ID} --zone=${ZONE} --worker=all  \
   --command='git clone -b mlperf4.1 https://github.com/google/maxdiffusion.git &&
   cd maxdiffusion && git checkout 975fdb7dbddaa9a53ad72a421cdb487dcdc491a3 &&
   pip install setuptools==59.6.0 &&
   pip install -r requirements.txt  && pip install . '

Risolvere i problemi di configurazione di JAX

Un suggerimento generale è abilitare la registrazione dettagliata nel manifest del tuo workload GKE. Quindi, fornisci i log all'assistenza GKE.

TPU_MIN_LOG_LEVEL=0 TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL=0 TPU_STDERR_LOG_LEVEL=0

Messaggi di errore

no endpoints available for service 'jobset-webhook-service'

Questo errore indica che il jobset non è stato installato correttamente. Controlla se i pod Kubernetes del deployment jobset-controller-manager sono in esecuzione. Per ulteriori informazioni, consulta la documentazione sulla risoluzione dei problemi relativi a JobSet.

TPU initialization failed: Failed to connect

Assicurati che la versione del tuo nodo GKE sia 1.30.4-gke.1348000 o successiva (GKE 1.31 non è supportato).

Configurazione per PyTorch

Questa sezione descrive come iniziare a utilizzare PJRT sulla versione 6e con PyTorch/XLA. Python 3.10 è la versione di Python consigliata.

Configurare PyTorch utilizzando GKE con XPK

Puoi utilizzare il seguente contenitore Docker con XPK in cui sono già installate le dipendenze di PyTorch:

us-central1-docker.pkg.dev/tpu-pytorch-releases/docker/xla:nightly_3.10_tpuvm_20241028

Per creare un carico di lavoro XPK, utilizza il seguente comando:

python3 xpk.py workload create \
    --cluster ${CLUSTER_NAME} \
    {--base-docker-image maxtext_base_image | --docker-image your-cloud-image-name \
    --workload ${USER}-xpk-${ACCELERATOR_TYPE}-${NUM_SLICES} \
    --tpu-type=${ACCELERATOR_TYPE} \
    --num-slices=${NUM_SLICES}  \
    --on-demand \
    --zone ${ZONE} \
    --project ${PROJECT_ID} \
    --enable-debug-logs \
    --command 'python3 -c "import torch; import torch_xla; import torch_xla.runtime as xr; print(xr.global_runtime_device_count())"'

L'utilizzo di --base-docker-image crea una nuova immagine Docker con la directory di lavoro corrente integrata nel nuovo Docker.

Configurare PyTorch utilizzando le risorse in coda

Segui questi passaggi per installare PyTorch utilizzando le risorse in coda ed eseguire un piccolo script sulla versione 6e.

Installa le dipendenze utilizzando SSH per accedere alle VM

Utilizza il seguente comando per installare le dipendenze su tutte le VM Cloud TPU. Per Multislice, aggiungi il flag --worker=all:

gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} \
    --project=${PROJECT_ID} \
    --zone=${ZONE} \
    --worker=all \
    --command='sudo apt update && sudo apt install -y python3-pip libopenblas-base && \
               pip3 install torch~=2.6.0 "torch_xla[tpu]~=2.6.0" -f https://storage.googleapis.com/libtpu-releases/index.html -f https://storage.googleapis.com/libtpu-wheels/index.html'

Migliora le prestazioni dei modelli con allocazioni significative e frequenti

Per i modelli con allocazioni di dimensioni considerevoli e frequenti, l'utilizzo della funzione tcmalloc migliora notevolmente le prestazioni rispetto all'implementazione della funzione malloc predefinita, pertanto la funzione malloc predefinita utilizzata sulla VM Cloud TPU è tcmalloc. Tuttavia, a seconda del carico di lavoro (ad esempio, con DLRM che ha allocazioni molto grandi per le tabelle di embedding), la funzione tcmalloc potrebbe causare un rallentamento, nel qual caso puoi provare a reimpostare la seguente variabile utilizzando la funzione malloc predefinita:

unset LD_PRELOAD

Utilizzare uno script Python per eseguire un calcolo sulla VM v6e

Utilizza il seguente comando per eseguire uno script che crea due tensori, li somma e stampa il risultato.

gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} \
   --project ${PROJECT_ID} \
   --zone ${ZONE} --worker all --command='
   unset LD_PRELOAD
   python3 -c "import torch; import torch_xla; import torch_xla.core.xla_model as xm; print(xm.xla_device()); dev = xm.xla_device(); t1 = torch.randn(3,3,device=dev); t2 = torch.randn(3,3,device=dev); print(t1 + t2)"
'

Viene generato un output simile al seguente:

SSH: Attempting to connect to worker 0...
WARNING:root:libtpu.so and TPU device found. Setting PJRT_DEVICE=TPU.
xla:0
tensor([[ 0.3355, -1.4628, -3.2610],
        [-1.4656,  0.3196, -2.8766],
        [ 0.8668, -1.5060,  0.7125]], device='xla:0')

v6e con SkyPilot

Puoi utilizzare Cloud TPU v6e con SkyPilot. Segui questa procedura per aggiungere a SkyPilot informazioni su prezzi e località relativi a v6e. Per maggiori informazioni, consulta l'esempio di SkyPilot TPU v6e su GitHub.

Tutorial sull'inferenza

I seguenti tutorial mostrano come eseguire l'inferenza su Cloud TPU v6e:

Esempi di addestramento

Le sezioni seguenti forniscono esempi per l'addestramento di modelli MaxText, MaxDiffusion e PyTorch su Cloud TPU v6e.

Addestramento di MaxText e MaxDiffusion su VM Cloud TPU v6e

Le sezioni seguenti illustrano il ciclo di vita dell'addestramento dei modelli MaxText e MaxDiffusion.

In generale, i passaggi di alto livello sono:

  1. Crea l'immagine di base del workload.
  2. Esegui il tuo carico di lavoro utilizzando XPK.
    1. Crea il comando di addestramento per il carico di lavoro.
    2. Esegui il deployment del carico di lavoro.
  3. Monitora il carico di lavoro e visualizza le metriche.
  4. Elimina il workload XPK se non è necessario.
  5. Elimina il cluster XPK quando non è più necessario.

Crea l'immagine di base

Installa MaxText o MaxDiffusion e crea l'immagine Docker:

  1. Clona il repository che vuoi utilizzare e passa alla directory del repository:

    MaxText:

    git clone https://github.com/google/maxtext.git && cd maxtext
    

    MaxDiffusion:

    git clone https://github.com/google/maxdiffusion.git && cd maxdiffusion
    
  2. Configura Docker in modo che utilizzi Google Cloud CLI:

    gcloud auth configure-docker
    
  3. Crea l'immagine Docker utilizzando il seguente comando o JAX Stable Stack. Per ulteriori informazioni su JAX Stable Stack, consulta Creare un'immagine Docker con JAX Stable Stack.

    bash docker_build_dependency_image.sh MODE=stable JAX_VERSION=0.4.35
    
  4. Imposta l'ID progetto nella configurazione dell'interfaccia alla gcloud CLI attiva:

    gcloud config set project ${PROJECT_ID}
    
  5. Se avvii il carico di lavoro da una macchina su cui l'immagine non è stata compilata localmente, caricala.

    1. Imposta la variabile di ambiente CLOUD_IMAGE_NAME:

      export CLOUD_IMAGE_NAME=${USER}_runner
      
    2. Carica l'immagine:

      bash docker_upload_runner.sh ${CLOUD_IMAGE_NAME}
      

Esegui il carico di lavoro utilizzando XPK

  1. Imposta le seguenti variabili di ambiente se non utilizzi i valori predefiniti impostati da MaxText o MaxDiffusion:

    export BASE_OUTPUT_DIR=gs://YOUR_BUCKET
    export PER_DEVICE_BATCH_SIZE=2
    export NUM_STEPS=30
    export MAX_TARGET_LENGTH=8192
  2. Crea lo script del modello. Questo script verrà copiato come comando di addestramento in un passaggio successivo.

    Non eseguire ancora lo script del modello.

    MaxText

    MaxText è un LLM open source ad alte prestazioni e altamente scalabile scritto in Python e JAX puro e che ha come target TPU e GPU per l'addestramento e l'inferenza. Google Cloud

    JAX_PLATFORMS=tpu,cpu \
    ENABLE_PJRT_COMPATIBILITY=true \
    TPU_SLICE_BUILDER_DUMP_CHIP_FORCE=true \
    TPU_SLICE_BUILDER_DUMP_ICI=true && \
    python3 -m MaxText.train MaxText/configs/base.yml \
            base_output_directory=${BASE_OUTPUT_DIR} \
            dataset_type=synthetic \
            per_device_batch_size=${PER_DEVICE_BATCH_SIZE} \
            enable_checkpointing=false \
            gcs_metrics=true \
            profiler=xplane \
            skip_first_n_steps_for_profiler=5 \
            steps=${NUM_STEPS}  # attention='dot_product'"
    

    Gemma2

    Gemma è una famiglia di LLM con pesi aperti sviluppati da Google DeepMind, basata sulla ricerca e sulla tecnologia di Gemini.

    python3 -m MaxText.train MaxText/configs/base.yml \
        model_name=gemma2-27b \
        run_name=gemma2-27b-run \
        base_output_directory=${BASE_OUTPUT_DIR} \
        max_target_length=${MAX_TARGET_LENGTH} \
        per_device_batch_size=${PER_DEVICE_BATCH_SIZE} \
        steps=${NUM_STEPS} \
        enable_checkpointing=false \
        use_iota_embed=true \
        gcs_metrics=true \
        dataset_type=synthetic \
        profiler=xplane \
        attention=flash
    

    Mixtral 8x7b

    Mixtral è un modello di IA all'avanguardia sviluppato da Mistral AI, che utilizza un'architettura sparse mixture-of-experts (MoE).

    python3 -m MaxText.train MaxText/configs/base.yml \
        base_output_directory=${BASE_OUTPUT_DIR} \
        per_device_batch_size=${PER_DEVICE_BATCH_SIZE} \
        model_name=mixtral-8x7b \
        steps=${NUM_STEPS} \
        max_target_length=${MAX_TARGET_LENGTH} \
        tokenizer_path=assets/tokenizer.mistral-v1 \
        attention=flash \
        dtype=bfloat16 \
        dataset_type=synthetic \
        profiler=xplane
    

    Llama3-8b

    Llama è una famiglia di LLM con pesi aperti sviluppati da Meta.

    Per un esempio di come eseguire Llama3 su PyTorch, consulta i modelli torch_xla nel repository GitHub di torchprime.

    MaxDiffusion

    MaxDiffusion è una raccolta di implementazioni di riferimento di vari modelli di diffusione latente scritti in puro Python e JAX che vengono eseguiti su dispositivi XLA, tra cui GPU e Cloud TPU. Stable Diffusion è un modello latente di conversione di testo in immagine che genera immagini fotorealistiche da qualsiasi input di testo.

    Per eseguire MaxDiffusion, devi installare un ramo Git specifico, come mostrato nel seguente comando git checkout.

    git clone https://github.com/google/maxdiffusion.git
    && cd maxdiffusion
    && git checkout e712c9fc4cca764b0930067b6e33daae2433abf0
    && pip install -r requirements.txt
    && pip install .
    

    Script di addestramento:

        cd maxdiffusion && OUT_DIR=${BASE_OUTPUT_DIR} \
        python src/maxdiffusion/train_sdxl.py \
        src/maxdiffusion/configs/base_xl.yml \
        revision=refs/pr/95 \
        activations_dtype=bfloat16 \
        weights_dtype=bfloat16 \
        resolution=1024 \
        per_device_batch_size=1 \
        output_dir=${OUT_DIR}  \
        jax_cache_dir=${OUT_DIR}/cache_dir/ \
        max_train_steps=200 \
        attention=flash run_name=sdxl-ddp-v6e
        
    .
  3. Esporta le seguenti variabili:

    export CLUSTER_NAME=CLUSTER_NAME
    export ACCELERATOR_TYPE=ACCELERATOR_TYPE
    export NUM_SLICES=NUM_SLICES
    export YOUR_MODEL_SCRIPT=YOUR_MODEL_SCRIPT

    Descrizioni delle variabili di ambiente

    Variabile Descrizione
    CLUSTER_NAME Il nome del cluster XPK.
    ACCELERATOR_TYPE Consulta la sezione Tipi di acceleratore.
    NUM_SLICES Il numero di sezioni TPU.
    YOUR_MODEL_SCRIPT Lo script del modello da eseguire come comando di addestramento.
  4. Esegui il modello utilizzando lo script creato nel passaggio precedente. Devi specificare il flag --base-docker-image per utilizzare l'immagine di base MaxText o il flag --docker-image e l'immagine che vuoi utilizzare.

    (Facoltativo) Puoi attivare la registrazione di log di debug includendo il flag --enable-debug-logs. Per ulteriori informazioni, consulta Eseguire il debug di JAX su MaxText.

    (Facoltativo) Puoi creare un esperimento Vertex AI per caricare i dati in Vertex AI TensorBoard includendo il flag --use-vertex-tensorboard. Per ulteriori informazioni, consulta Monitorare JAX su MaxText utilizzando Vertex AI.

    python3 xpk.py workload create \
        --cluster ${CLUSTER_NAME} \
        {--base-docker-image maxtext_base_image|--docker-image gcr.io/${PROJECT_ID}/${CLOUD_IMAGE_NAME}:latest} \
        --workload=${USER}-xpk-${ACCELERATOR_TYPE}-${NUM_SLICES} \
        --tpu-type=${ACCELERATOR_TYPE} \
        --num-slices=${NUM_SLICES}  \
        --on-demand \
        --zone=${ZONE} \
        --project=${PROJECT_ID} \
        [--enable-debug-logs] \
        [--use-vertex-tensorboard] \
        --command=${YOUR_MODEL_SCRIPT}

    L'output include un link per seguire il carico di lavoro. Apri il link e fai clic sulla scheda Log per monitorare il carico di lavoro in tempo reale.

Eseguire il debug di JAX su MaxText

Utilizza i comandi XPK supplementari per diagnosticare il motivo per cui il cluster o il carico di lavoro non è in esecuzione.

Monitorare JAX su MaxText utilizzando Vertex AI

Per utilizzare TensorBoard, il tuo Google Cloud account utente deve disporre del ruolo aiplatform.user. Esegui il seguente comando per concedere questi ruoli:

gcloud projects add-iam-policy-binding your-project-id \
--member='user:your-email' \
--role='roles/aiplatform.user'

Visualizza i dati scalari e di profilo tramite TensorBoard gestito da Vertex AI.

  1. Aumenta le richieste di gestione delle risorse (CRUD) per la zona in uso da 600 a 5000. Questo potrebbe non essere un problema per i carichi di lavoro di piccole dimensioni che utilizzano meno di 16 VM.
  2. Installa le dipendenze, ad esempio cloud-accelerator-diagnostics per Vertex AI:

    # xpk dependencies will install cloud-accelerator-diagnostics for Vertex AI
    cd ~/xpk
    pip install .
  3. Crea il tuo cluster XPK utilizzando il flag --create-vertex-tensorboard, come documentato in Creare Vertex AI TensorBoard. Puoi anche eseguire questo comando sui cluster esistenti.

  4. Crea l'esperimento Vertex AI quando esegui il tuo carico di lavoro XPK utilizzando il flag --use-vertex-tensorboard e il flag facoltativo --experiment-name. Per l'elenco completo dei passaggi, consulta Creare un esperimento Vertex AI per caricare i dati su Vertex AI TensorBoard.

I log includono un link a un Vertex AI TensorBoard, simile al seguente:

View your TensorBoard at https://us-central1.tensorboard.googleusercontent.com/experiment/project_id+locations+us-central1+tensorboards+hash+experiments+name

Puoi trovare il link a Vertex AI TensorBoard anche nella Google Cloud console. Vai a Vertex AI Experiments nella Google Cloud console. Seleziona la regione appropriata dal menu a discesa.

La directory TensorBoard viene scritta anche nel bucket Cloud Storage che hai specificato con ${BASE_OUTPUT_DIR}.

Eliminare i workload XPK

Utilizza il comando xpk workload delete per eliminare uno o più workload in base al prefisso o allo stato del job. Questo comando può essere utile se hai inviato carichi di lavoro XPK che non devono più essere eseguiti o se hai job bloccati nella coda.

Elimina il cluster XPK

Utilizza il comando xpk cluster delete per eliminare un cluster:

python3 xpk.py cluster delete --cluster ${CLUSTER_NAME} \
--zone=${ZONE} --project=${PROJECT_ID}

Addestramento di Llama e PyTorch/XLA su una VM Cloud TPU v6e

Questo tutorial descrive come addestrare i modelli Llama utilizzando PyTorch/XLA su Cloud TPU v6e utilizzando il set di dati WikiText.

Accedi a Hugging Face e al modello Llama 3

Per eseguire questo tutorial, devi disporre di un token di accesso utente Hugging Face. Per informazioni sulla creazione e sui token di accesso utente, consulta la documentazione di Hugging Face sui token di accesso utente.

Devi anche disporre dell'autorizzazione per accedere al modello Llama 3 8B su Hugging Face. Per ottenere l'accesso, vai al modello Meta-Llama-3-8B su HuggingFace e richiedi l'accesso.

Crea una VM Cloud TPU

Crea una Cloud TPU v6e con 8 chip per eseguire il tutorial.

  1. Configura le variabili di ambiente:

    export PROJECT_ID=your-project-id
    export TPU_NAME=your-tpu-name
    export ZONE=us-east1-d
    export ACCELERATOR_TYPE=v6e-8
    export RUNTIME_VERSION=v2-alpha-tpuv6e

    Descrizioni delle variabili di ambiente

    Variabile Descrizione
    PROJECT_ID Il tuo Google Cloud ID progetto. Utilizza un progetto esistente o creane uno nuovo.
    TPU_NAME Il nome della TPU.
    ZONE La zona in cui creare la VM TPU. Per saperne di più sulle zone supportate, consulta Regioni e zone TPU.
    ACCELERATOR_TYPE Il tipo di acceleratore specifica la versione e le dimensioni della Cloud TPU che vuoi creare. Per ulteriori informazioni sui tipi di acceleratori supportati per ogni versione di TPU, consulta Versioni TPU.
    RUNTIME_VERSION La versione software di Cloud TPU.

  2. Crea una VM Cloud TPU:

    gcloud alpha compute tpus tpu-vm create ${TPU_NAME} --version=${RUNTIME_VERSION} \
        --accelerator-type=${ACCELERATOR_TYPE} \
        --zone=${ZONE} \
        --project=${PROJECT_ID}

Installazione

Installa il pytorch-tpu/transformersfork di Hugging Face Transformers e delle relative dipendenze. Questo tutorial è stato testato con le seguenti versioni delle dipendenze utilizzate in questo esempio:

  • torch: compatibile con 2.5.0
  • torch_xla[tpu]: compatibile con 2.5.0
  • jax: 0.4.33
  • jaxlib: 0.4.33
gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --project=${PROJECT_ID} --zone ${ZONE} \
    --worker=all --command='git clone -b flash_attention https://github.com/pytorch-tpu/transformers.git
    cd transformers
    sudo pip3 install -e .
    pip3 install datasets
    pip3 install evaluate
    pip3 install scikit-learn
    pip3 install accelerate
    pip install torch~=2.6.0 torch_xla[tpu]~=2.6.0 -f https://storage.googleapis.com/libtpu-releases/index.html -f https://storage.googleapis.com/libtpu-wheels/index.html
    pip install jax==0.4.38 jaxlib==0.4.38 -i https://us-python.pkg.dev/ml-oss-artifacts-published/jax/simple/'

Configura le configurazioni del modello

Il comando di addestramento nella sezione successiva, Esegui il modello, utilizza due file di configurazione JSON per definire i parametri del modello e la configurazione FSDP (Fully Sharded Data Parallel). Lo sharding FSDP viene utilizzato per adattare i pesi del modello a un batch di dimensioni maggiori durante l'addestramento. Quando si esegue l'addestramento con modelli più piccoli, potrebbe essere sufficiente utilizzare il parallelismo dei dati e replicare i pesi su ogni dispositivo. Per ulteriori informazioni su come suddividere i tensori su più dispositivi in PyTorch/XLA, consulta la Guida dell'utente di PyTorch/XLA SPMD.

  1. Crea il file di configurazione dei parametri del modello. Di seguito è riportata la configurazione del parametro del modello per Llama3-8B. Per altri modelli, trova la configurazione su Hugging Face. Ad esempio, consulta la configurazione Llama2-7B.

    cat > llama-config.json << EOF
    {
        "architectures": [
            "LlamaForCausalLM"
        ],
        "attention_bias": false,
        "attention_dropout": 0.0,
        "bos_token_id": 128000,
        "eos_token_id": 128001,
        "hidden_act": "silu",
        "hidden_size": 4096,
        "initializer_range": 0.02,
        "intermediate_size": 14336,
        "max_position_embeddings": 8192,
        "model_type": "llama",
        "num_attention_heads": 32,
        "num_hidden_layers": 32,
        "num_key_value_heads": 8,
        "pretraining_tp": 1,
        "rms_norm_eps": 1e-05,
        "rope_scaling": null,
        "rope_theta": 500000.0,
        "tie_word_embeddings": false,
        "torch_dtype": "bfloat16",
        "transformers_version": "4.40.0.dev0",
        "use_cache": false,
        "vocab_size": 128256
    }
    EOF
    
  2. Crea il file di configurazione FSDP:

    cat > fsdp-config.json << EOF
    {
        "fsdp_transformer_layer_cls_to_wrap": [
            "LlamaDecoderLayer"
        ],
        "xla": true,
        "xla_fsdp_v2": true,
        "xla_fsdp_grad_ckpt": true
    }
    EOF
    

    Per ulteriori informazioni su FSDP, consulta FSDPv2.

  3. Carica i file di configurazione nelle VM Cloud TPU utilizzando il seguente comando:

    gcloud alpha compute tpus tpu-vm scp llama-config.json fsdp-config.json ${TPU_NAME}:. \
        --worker=all \
        --project=${PROJECT_ID} \
        --zone=${ZONE}

Esegui il modello

Utilizzando i file di configurazione creati nella sezione precedente, esegui lo script run_clm.py per addestrare il modello Llama 3 8B sul set di dati WikiText. L'esecuzione dello script di addestramento su una Cloud TPU v6e-8 richiede circa 10 minuti.

  1. Accedi a Hugging Face su Cloud TPU utilizzando il seguente comando:

    gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --project=${PROJECT_ID} \
        --zone ${ZONE} \
        --worker=all \
        --command='
        pip3 install "huggingface_hub[cli]"
        huggingface-cli login --token HUGGING_FACE_TOKEN'
  2. Esegui l'addestramento del modello:

    gcloud alpha compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --project=${PROJECT_ID} \
        --zone ${ZONE} \
        --worker=all \
        --command='
        export PJRT_DEVICE=TPU
        export XLA_USE_SPMD=1
        export ENABLE_PJRT_COMPATIBILITY=true
            # Optional variables for debugging:
        export XLA_IR_DEBUG=1
        export XLA_HLO_DEBUG=1
        export PROFILE_EPOCH=0
        export PROFILE_STEP=3
        export PROFILE_DURATION_MS=100000
            # Set PROFILE_LOGDIR to a local VM path or gs://my-bucket/profile_path
        export PROFILE_LOGDIR=PROFILE_PATH
        python3 transformers/examples/pytorch/language-modeling/run_clm.py \
        --dataset_name wikitext \
        --dataset_config_name wikitext-2-raw-v1 \
        --per_device_train_batch_size 16 \
        --do_train \
        --output_dir /home/$USER/tmp/test-clm \
        --overwrite_output_dir \
        --config_name /home/$USER/llama-config.json \
        --cache_dir /home/$USER/cache \
        --tokenizer_name meta-llama/Meta-Llama-3-8B \
        --block_size 8192 \
        --optim adafactor \
        --save_strategy no \
        --logging_strategy no \
        --fsdp "full_shard" \
        --fsdp_config /home/$USER/fsdp-config.json \
        --torch_dtype bfloat16 \
        --dataloader_drop_last yes \
        --flash_attention \
        --max_steps 20'

Risoluzione dei problemi relativi a PyTorch/XLA

Se imposti le variabili facoltative per il debug nella sezione precedente, il profilo del modello verrà archiviato nella posizione specificata dalla variabile PROFILE_LOGDIR. Puoi estrarre il file xplane.pb memorizzato in questa posizione e utilizzare tensorboard per visualizzare i profili nel browser seguendo le istruzioni di TensorBoard. Se PyTorch/XLA non funziona come previsto, consulta la guida alla risoluzione dei problemi, che contiene suggerimenti per il debug, il profiling e l'ottimizzazione del modello.

Risultati del benchmarking

La sezione seguente contiene i risultati del benchmarking per MaxDiffusion nella versione 6e.

MaxDiffusion

Abbiamo eseguito lo script di addestramento per MaxDiffusion su una v6e-4, una v6e-16 e due v6e-16. Consulta le portate nella tabella seguente.

v6e-4 v6e-16 Due v6e-16
Passaggi di addestramento 0,069 0,073 0,13
Dimensione del batch globale 8 32 64
Velocità effettiva (esempi/sec) 115,9 438,4 492,3