Esegui il codice JAX nelle sezioni di pod 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.

Dopo aver eseguito il codice JAX su una singola scheda TPU, puoi eseguire lo scaling up del codice eseguendolo su una sezione di pod TPU. Le sezioni del pod 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 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'accesso al sistema operativo per tutte le VM TPU nel segmento del pod. Per ulteriori informazioni, consulta Utilizzo di un NFS per l'archiviazione dei dati.

Crea una sezione del pod Cloud TPU

1. Crea alcune variabili di ambiente:

   export PROJECT_ID=your-project
   export ACCELERATOR_TYPE=v5p-32
   export ZONE=europe-west4-b
   export RUNTIME_VERSION=v2-alpha-tpuv5
   export TPU_NAME=your-tpu-name

   Descrizioni delle variabili di ambiente

   PROJECT_ID

   Il tuo Google Cloud ID progetto.

   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 TPU, consulta Versioni TPU.

   ZONE

   La zona in cui prevedi di creare la tua Cloud TPU.

   RUNTIME_VERSION

   La versione del runtime Cloud TPU.

   TPU_NAME

   Il nome assegnato dall'utente alla tua Cloud TPU.

2. Crea uno slice del pod TPU utilizzando il comando gcloud. Ad esempio, per creare un sezione del pod v5p-32, utilizza il seguente comando:

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

Installa JAX nel tuo pod

Dopo aver creato la sezione di pod TPU, devi installare JAX su tutti gli host della sezione di pod TPU. Puoi farlo utilizzando il comando gcloud compute tpus tpu-vm ssh con i parametri --worker=all e --commamnd.

gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} \
  --zone=${ZONE} \
  --project=${PROJECT_ID} \
  --worker=all \
  --command='pip install -U "jax[tpu]" -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 TPU, devi eseguire il codice su ogni host nella sezione di pod TPU. La chiamata jax.device_count() smette di rispondere finché non viene invocata su ogni host nel segmento del pod. L'esempio seguente mostra come eseguire un calcolo JAX su una sezione di pod 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:

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} \
  --project=${PROJECT_ID}

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} \
  --project=${PROJECT_ID} \
  --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, scollega l'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} \
     --project=${PROJECT_ID}

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=${ZONE} \
   --project=${PROJECT_ID}