Esegui il codice JAX nelle sezioni di pod di TPU

Dopo aver eseguito il codice JAX su una singola scheda TPU, puoi eseguirne l'upgrade su una sezione di pod TPU. Le sezioni del pod di TPU sono più schede TPU collegate tra loro tramite connessioni di rete ad alta velocità dedicate. Questo documento è un'introduzione all'esecuzione del codice JAX nelle sezioni di pod di TPU. Per informazioni più approfondite, consulta Utilizzo di JAX in ambienti multi-host e multi-processo.

Se vuoi utilizzare NFS montato per l'archiviazione dei dati, devi impostare l'OS Login per tutte le VM TPU nel segmento del pod. Per ulteriori informazioni, consulta Utilizzo di un NFS per l'archiviazione dei dati.

Configura l'ambiente

  1. In Cloud Shell, esegui il seguente comando per assicurarti di eseguire la versione corrente di gcloud:

    $ gcloud components update

    Se devi installare gcloud, utilizza il seguente comando:

    $ sudo apt install -y google-cloud-sdk
  2. Crea alcune variabili di ambiente:

    $ export TPU_NAME=tpu-name
    $ export ZONE=us-central2-b
    $ export RUNTIME_VERSION=tpu-ubuntu2204-base
    $ export ACCELERATOR_TYPE=v4-32

Creare un segmento di pod di TPU

Prima di eseguire i comandi in questo documento, assicurati di aver seguito le istruzioni riportate in Configurare un account e un progetto Cloud TPU. Esegui i seguenti comandi sulla tua macchina locale.

Crea uno slice del pod di TPU utilizzando il comando gcloud. Ad esempio, per creare un sezione del pod v4-32, utilizza il seguente comando:

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

Installa JAX nel pod

Dopo aver creato la sezione di pod di TPU, devi installare JAX su tutti gli host della sezione di pod TPU. Puoi installare JAX su tutti gli host con un solo comando utilizzando l'opzione --worker=all:

  gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} \
  --zone=${ZONE} \
  --worker=all \
  --command="pip install \
  --upgrade 'jax[tpu]>0.3.0' \
  -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html"

Esegui il codice JAX nella sezione del pod

Per eseguire il codice JAX in una sezione di pod di TPU, devi eseguire il codice su ogni host nella sezione di pod di TPU TPU. La chiamata jax.device_count() smette di rispondere finché non viene chiamata su ogni host nel segmento del pod. L'esempio seguente illustra come eseguire un calcolo JAX su una sezione di pod di TPU.

Preparare il codice

È necessaria la versione gcloud >= 344.0.0 (per il comando scp). Utilizza gcloud --version per controllare la versione di gcloud ed eseguire gcloud components upgrade, se necessario.

Crea un file denominato example.py con il seguente codice:

# The following code snippet will be run on all TPU hosts
import jax

# The total number of TPU cores in the Pod
device_count = jax.device_count()

# The number of TPU cores attached to this host
local_device_count = jax.local_device_count()

# The psum is performed over all mapped devices across the Pod
xs = jax.numpy.ones(jax.local_device_count())
r = jax.pmap(lambda x: jax.lax.psum(x, 'i'), axis_name='i')(xs)

# Print from a single host to avoid duplicated output
if jax.process_index() == 0:
    print('global device count:', jax.device_count())
    print('local device count:', jax.local_device_count())
    print('pmap result:', r)

Copia example.py in tutte le VM worker TPU nella sezione di pod

$ gcloud compute tpus tpu-vm scp example.py ${TPU_NAME} \
  --worker=all \
  --zone=${ZONE}

Se non hai mai utilizzato il comando scp, potresti visualizzare un errore simile al seguente:

ERROR: (gcloud.alpha.compute.tpus.tpu-vm.scp) SSH Key is not present in the SSH
agent. Please run `ssh-add /.../.ssh/google_compute_engine` to add it, and try
again.

Per risolvere l'errore, esegui il comando ssh-add visualizzato nel messaggio di errore e riavvialo.

Esegui il codice nella sezione del pod

Avvia il programma example.py su ogni VM:

$ gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} \
  --zone=${ZONE} \
  --worker=all \
  --command="python3 example.py"

Output (generato con una sezione di pod v4-32):

global device count: 16
local device count: 4
pmap result: [16. 16. 16. 16.]

Esegui la pulizia

Al termine dell'utilizzo della VM TPU, segui questi passaggi per ripulire le risorse.

  1. Se non l'hai già fatto, disconnetti dall'istanza Compute Engine:

    (vm)$ exit

    Il tuo prompt dovrebbe ora essere username@projectname, a indicare che ti trovi in Cloud Shell.

  2. Elimina le risorse Cloud TPU e Compute Engine.

    $ gcloud compute tpus tpu-vm delete ${TPU_NAME} \
      --zone=${ZONE}
  3. Verifica che le risorse siano state eliminate eseguendo gcloud compute tpus execution-groups list. L'eliminazione potrebbe richiedere alcuni minuti. L'output del seguente comando non deve includere nessuna delle risorse create in questo tutorial:

    $ gcloud compute tpus tpu-vm list --zone=${ZONE}