TPU-Ressourcen verwalten

Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie Cloud TPU-Ressourcen verwalten mit:

Cloud TPU hat zwei VM-Architekturen: einen TPU-Knoten und eine TPU-VM. Die beiden VM-Architekturen werden unter Systemarchitektur beschrieben. Sie können die in diesem Dokument beschriebenen gcloud-Befehle mit beiden TPU-Konfigurationen verwenden. Welche gcloud-Befehle Sie verwenden, hängt von der verwendeten TPU-Konfiguration ab. Jeder gcloud-Befehl wird in einem Abschnitt mit Tabs angezeigt. Wählen Sie den Tab für die TPU-Konfiguration aus, die Sie verwenden möchten, und auf der Webseite wird der entsprechende gcloud-Befehl angezeigt. Sofern Sie nicht unbedingt TPU-Knoten verwenden müssen, empfehlen wir die Verwendung von TPU-VMs. Ab Cloud TPU v4 wird nur die TPU-VM-Architektur unterstützt.

Vorbereitung

Bevor Sie diese Verfahren ausführen, müssen Sie die Google Cloud CLI installieren, ein Google Cloud-Projekt erstellen und die Cloud TPU API aktivieren. Eine Anleitung finden Sie unter Projekt einrichten und Cloud TPU API aktivieren.

Wenn Sie die Google Cloud CLI verwenden, können Sie Google Cloud Shell, eine Compute Engine-VM verwenden oder die Google Cloud CLI lokal installieren. Mit Google Cloud Shell können Sie mit Cloud TPUs interagieren, ohne Software installieren zu müssen. Die Verbindung zu Google Cloud Shell kann nach einer bestimmten Zeit der Inaktivität getrennt werden. Wenn Sie lang andauernde Befehle ausführen, empfehlen wir, die Google Cloud CLI auf Ihrem lokalen Computer zu installieren. Weitere Informationen zur Google Cloud CLI finden Sie in der Referenz zu gcloud.

Cloud TPUs bereitstellen

Sie können eine Cloud TPU mit gcloud, der Google Cloud Console oder der Cloud TPU API bereitstellen.

Mit gcloud gibt es zwei Methoden zum Bereitstellen von TPUs:

  1. Ressourcen in der Warteschlange verwenden: gcloud alpha compute tpus queued-resources create
  2. Mit der Create Node API: gcloud compute tpus tpu-vm create

Die Best Practice besteht in der Bereitstellung mit Ressourcen in der Warteschlange. Wenn Sie Ressourcen in der Warteschlange anfordern, wird die Anfrage einer Warteschlange hinzugefügt, die vom Cloud TPU-Dienst verwaltet wird. Wenn die angeforderte Ressource verfügbar ist, wird sie Ihrem Google Cloud-Projekt zur unmittelbaren exklusiven Verwendung zugewiesen.

Informationen zum Erstellen einer TPU mit Ressourcen in der Warteschlange finden Sie unter Ressourcen in der Warteschlange.

Wenn Sie „Mehrslice“ verwenden, finden Sie weitere Informationen unter Einführung in Multislice.

Geben Sie bei Verwendung von Multislice die folgenden zusätzlichen Parameter an, wenn Sie Ressourcen in der Warteschlange anfordern:

export NODE_COUNT=node_count
export NODE_PREFIX=your_tpu_prefix # Optional

Cloud TPU mit der Create Node API erstellen

Führen Sie den Befehl gcloud compute tpus tpu-vm create aus, um eine TPU mit der Create Node API zu erstellen.

TPU-VMs

Sie können TPU-Konfigurationen in Bezug auf TensorCores oder TPU-Chips angeben. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt zur TPU-Version, die Sie unter Systemarchitektur verwenden.

Der folgende Befehl verwendet eine TensorCore-basierte Konfiguration:

$ gcloud compute tpus tpu-vm create tpu-name \
  --zone=us-central2-b \
  --accelerator-type=v4-8 \
  --version=tpu-software-version

Beschreibung der Befehls-Flags

zone
Die Zone, in der Sie Ihre Cloud TPU erstellen möchten.
accelerator-type
Der Beschleunigertyp gibt die Version und Größe der Cloud TPU an, die Sie erstellen möchten. Weitere Informationen zu unterstützten Beschleunigertypen für jede TPU-Version finden Sie unter TPU-Versionen.
version
Die TPU-Softwareversion.
shielded-secure-boot (optional)
Gibt an, dass die TPU-Instanzen mit aktiviertem Secure Boot erstellt werden. Dadurch werden sie implizit zu Shielded VM-Instanzen. Siehe Was ist Shielded VM? , um weitere Details zu erhalten.

Mit dem folgenden Befehl wird eine TPU mit einer bestimmten Topologie erstellt:

  $ gcloud compute tpus tpu-vm create tpu-name \
    --zone=us-central2-b \
    --type=v4 \
    --topology=2x2x1 \
    --version=tpu-software-version

Erforderliche Flags

tpu-name
Der Name der TPU-VM, die Sie erstellen.
zone
Die Zone, in der Sie Ihre Cloud TPU erstellen.
type
Die Version der Cloud TPU, die Sie erstellen möchten. Weitere Informationen zu TPU-Versionen finden Sie unter TPU-Versionen.
topology
Die unterstützten Topologien finden Sie im Abschnitt Topologie.
version
Die TPU-Softwareversion, die Sie verwenden möchten. Weitere Informationen finden Sie unter TPU-Softwareversionen.

Weitere Informationen zu unterstützten TPU-Typen und -Topologien finden Sie unter TPU-Versionen.

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus execution-groups create --name=tpu-name \
  --zone=us-central1-a \
  --tf-version=2.12.0 \
  --machine-type=n1-standard-1 \
  --accelerator-type=v3-8

Beschreibung der Befehls-Flags

zone
Die Zone, in der Sie die Cloud TPU erstellen möchten.

tf-version
Die Version von Tensorflow, die der gcloud-Befehl auf Ihrer VM installiert.

machine-type
Der Maschinentyp der zu erstellenden Compute Engine-VM.

accelerator-type
Der Beschleunigertyp gibt die Version und Größe der Cloud TPU an, die Sie erstellen möchten. Weitere Informationen zu unterstützten Beschleunigertypen für jede TPU-Version finden Sie unter TPU-Versionen.

Cloud TPU in der Google Cloud Console erstellen

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.
  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus.
  3. Klicken Sie auf TPU-Knoten erstellen.
  4. Geben Sie im Feld Name den Namen einer TPU-Instanz ein.
  5. Wählen Sie im Feld Zone die Zone aus, in der die TPU erstellt werden soll.
  6. Wählen Sie unter TPU-Einstellungen entweder TPU-VM-Architektur oder TPU-Knotenarchitektur aus. Die TPU-Konfiguration bestimmt, ob Sie die TPU als TPU-VM oder TPU-Knoten erstellen. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.
  7. Wählen Sie unter TPU-Typ den TPU-Typ aus, den Sie erstellen möchten.
  8. Wählen Sie für die TPU-Softwareversion die Softwareversion aus. Beim Erstellen einer Cloud TPU-VM gibt die TPU-Softwareversion die Version der zu installierenden TPU-Laufzeit an. Beim Erstellen eines Cloud TPU-Knotens können Sie mit der TPU-Softwareversion das ML-Framework auswählen, das auf der VM des Knotens installiert ist. Es sind keine weiteren Einstellungen erforderlich. Weitere Informationen finden Sie unter Unterstützte Modelle.
  9. Klicken Sie auf Erstellen, um Ihre Ressourcen zu erstellen.

Cloud TPU-VM mit curl erstellen

Der folgende Befehl verwendet curl, um eine TPU zu erstellen.

$ curl -X POST -H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" -H "Content-Type: application/json" -d "{accelerator_type: 'v4-8', \
  runtime_version:'tpu-vm-tf-2.16.1-pjrt', \
  network_config: {enable_external_ips: true}, \
  shielded_instance_config: { enable_secure_boot: true }}" \
  https://tpu.googleapis.com/v2/projects/project-id/locations/us-central2-b/nodes?node_id=node_name

Pflichtfelder

runtime_version
Die Cloud TPU-Laufzeitversion, die Sie verwenden möchten.
project
Der Name Ihres registrierten Google Cloud-Projekts.
zone
Die Zone, in der Sie Ihre Cloud TPU erstellen.
node_name
Der Name der TPU-VM, die Sie erstellen.

Startskript ausführen

Sie können auf jeder TPU-VM ein Startskript ausführen. Geben Sie dazu beim Erstellen der TPU-VM den Parameter --metadata startup-script an. Mit dem folgenden Befehl wird eine TPU-VM mithilfe eines Startskripts erstellt.

$ gcloud compute tpus tpu-vm create tpu-name \
    --zone=us-central2-b \
    --accelerator-type=tpu-type \
    --version=tpu-vm-tf-2.16.1-pjrt \
    --metadata startup-script='#! /bin/bash
      pip3 install numpy
      EOF'

Verbindung zu einer Cloud TPU herstellen

Sie können mit SSH eine Verbindung zu einer TPU herstellen.

TPU-VMs

Wenn Sie TPU-VMs verwenden, müssen Sie über SSH explizit eine Verbindung zu Ihrer TPU-VM herstellen.

  • Stellen Sie mit dem Befehl gcloud compute tpus tpu-vm ssh über SSH eine Verbindung zu Ihrer TPU-VM her.

    Wenn Sie Segmente mit mehr als vier Chips anfordern, erstellt Cloud TPU eine TPU-VM für jede Gruppe von vier Chips.

    Sie können mit tpu-vm ssh command eine Verbindung zu jeder TPU-VM herstellen, um die Binärdateien zu installieren oder Code auszuführen.

    gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME}
    

    Verwenden Sie das Flag --worker, das auf einen 0-basierten Index folgt, um auf eine bestimmte TPU-VM zuzugreifen oder Binärdateien auf jeder TPU-VM mit SSH zu installieren:

    gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME} --worker=1
    

    Wenn Sie mehr als eine TPU-VM haben, verwenden Sie die Flags --worker=all und --command, um einen Befehl auf allen TPU-VMs gleichzeitig auszuführen. Beispiel:

    gcloud compute tpus tpu-vm ssh ${TPU_NAME}  --project ${PROJECT_ID} \
    --zone  ${ZONE} \
    --worker=all \
    --command='pip install "jax[tpu]==0.4.20" -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html'
    

    Für Multislice können Sie entweder einen Befehl auf einer einzelnen VM ausführen (mithilfe des enumerierten tpu-Namens) oder die Flags --node=all, --worker=all und --command verwenden, um den Befehl auf allen TPU-VMs aller Segmente des Multislice mit einem optionalen --batch-size-Feld auszuführen.

    gcloud compute tpus queued-resources ssh ${QUEUED_RESOURCE_ID} \
    --project ${PROJECT_ID} --zone ${ZONE} --node=all --worker=all \
    --command='pip install "jax[tpu]==0.4.20" -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html' --batch-size=4
    
    $ gcloud compute tpus tpu-vm ssh tpu-name --zone=zone
  • So verwenden Sie SSH im Browser:

    1. Rufen Sie in der Google Cloud Console die Seite TPUs auf:

      Zu TPUs

    2. Klicken Sie in der Liste der TPU-VMs in der Zeile der TPU-VM, zu der Sie eine Verbindung herstellen möchten, auf SSH.

TPU-Knoten

Standardmäßig versucht der gcloud-Befehl, mit dem Sie TPU-Knoten erstellen, automatisch eine SSH-Verbindung zu Ihrem TPU-Knoten herzustellen. Wenn Sie TPU-Knoten verwenden und nicht über den Befehl gcloud mit der Compute Engine-Instanz verbunden sind, können Sie mit dem folgenden Befehl eine Verbindung herstellen:

$ gcloud compute ssh tpu-name \
  --zone=zone

Nachdem die TPU-VM erstellt wurde, können Sie die Logs aus dem Startskript ansehen. Stellen Sie dazu mit SSH eine Verbindung zur TPU-VM her und führen Sie Folgendes aus:

$ cat /var/log/syslog | grep startup-script

Cloud TPU-Ressourcen auflisten

Sie können alle Ihre Cloud TPU in einer bestimmten Zone auflisten.

Cloud TPU-Ressourcen mit gcloud auflisten

Welche Befehle Sie verwenden, hängt davon ab, ob Sie TPU-VMs oder TPU-Knoten verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.

TPU-VMs

$ gcloud compute tpus tpu-vm list --zone=zone

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus execution-groups list --zone=zone

Dieser Befehl listet die Cloud TPU-Ressourcen in der angegebenen Zone auf. Wenn derzeit keine Ressourcen eingerichtet sind, werden in der Ausgabe nur Striche für die VM und die TPU angezeigt. Wenn eine Ressource aktiv ist und die andere nicht, wird eine Meldung angezeigt, die auf einen fehlerhaften Status hinweist. Sie müssen die nicht ausgeführte Ressource starten oder neu starten.

Cloud TPU-Ressourcen in der Google Cloud Console auflisten

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.

  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus. In der Console wird die Seite mit den TPUs angezeigt.

Informationen zu Ihrer Cloud TPU abrufen

Sie können Informationen zu einer angegebenen Cloud TPU abrufen.

Informationen zu einer Cloud TPU mit gcloud abrufen

Welche Befehle Sie verwenden, hängt davon ab, ob Sie TPU-VMs oder TPU-Knoten verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.

TPU-VMs

$ gcloud compute tpus tpu-vm describe tpu-name \
  --zone=zone

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus execution-groups describe tpu-name \
  --zone=zone

Informationen zu einer Cloud TPU in der Google Cloud Console abrufen

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.
  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus. In der Console wird die Seite mit den TPUs angezeigt.
  3. Klicken Sie auf den Namen Ihrer Cloud TPU. Die Cloud TPU-Detailseite wird angezeigt.

Cloud TPU-Ressourcen anhalten

Sie können eine Cloud TPU anhalten, um Gebühren zu vermeiden, ohne die Konfiguration und Software Ihrer VM zu verlieren. Das Beenden von TPU-Pods oder TPUs, die über die API für Warteschlangenressourcen zugewiesen wurden, wird nicht unterstützt. Wenn Sie weitere Gebühren für TPUs vermeiden möchten, die über die API für die Warteschlange für Ressourcen zugewiesen wurden, müssen Sie die TPU löschen.

Cloud TPU mit gcloud beenden

Welche Befehle Sie zum Beenden einer Cloud TPU verwenden, hängt davon ab, ob Sie TPU-VMs oder TPU-Knoten verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.

TPU-VMs

$ gcloud compute tpus tpu-vm stop tpu-name \
--zone=zone

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus stop tpu-name \
--zone=zone

Cloud TPU in der Google Cloud Console anhalten

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.

  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus. In der Console wird die Seite mit den TPUs angezeigt.

  3. Klicken Sie auf das Kästchen neben Ihrer Cloud TPU und dann auf Anhalten.

Cloud TPU-Ressourcen starten

Sie können eine Cloud TPU starten, wenn sie beendet wurde.

Cloud TPU mit gcloud starten

Sie können eine beendete Cloud TPU starten, um sie wieder zu verwenden.

Welchen Befehl Sie zum Starten einer beendeten Cloud TPU verwenden, hängt davon ab, ob Sie TPU-VMs oder TPU-Knoten verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.

TPU-VMs

$ gcloud compute tpus tpu-vm start tpu-name --zone=zone

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus start tpu-name --zone=zone

Cloud TPU in der Google Cloud Console starten

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.

  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus. In der Console wird die Seite mit den TPUs angezeigt.

  3. Klicken Sie auf das Kästchen neben der Cloud TPU und dann auf Start.

TPU-VM löschen

Der verwendete Befehl hängt davon ab, ob Sie TPU-VMs oder TPU-Knoten verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Systemarchitektur.

TPU-VMs

Löschen Sie die TPU-VM-Slices am Ende der Sitzung.

 gcloud compute tpus tpu-vm delete ${TPU_NAME} --project=${PROJECT_ID}
 --zone=${ZONE} --quiet

Beschreibung der Befehls-Flags

zone
Die Zone, in der Sie Ihre Cloud TPU löschen möchten.

TPU-Knoten

$ gcloud compute tpus execution-groups delete tpu-name \
  --zone=zone

Beschreibung der Befehls-Flags

zone
Die Zone, in der Sie Ihre Cloud TPU löschen möchten.

Cloud TPU in der Google Cloud Console löschen

  1. Rufen Sie die Google Cloud Console auf.

  2. Wählen Sie im Navigationsmenü Compute Engine > TPUs aus. In der Console wird die Seite mit den TPUs angezeigt.

  3. Klicken Sie auf das Kästchen neben der Cloud TPU und dann auf Löschen.

Erweiterte Konfigurationen

Benutzerdefinierte Netzwerkressourcen

Wenn Sie die TPU erstellen, können Sie das Netzwerk und/oder ein Subnetzwerk angeben. Senden Sie dazu entweder einen gcloud-Befehl oder einen curl-Aufruf.

Verwenden Sie Folgendes, um das Netzwerk oder Subnetzwerk in der gcloud-Befehlszeile anzugeben:

--network [NETWORK] --subnetwork [SUBNETWORK]

Verwenden Sie Folgendes, um das Netzwerk oder Subnetzwerk in einem curl-Aufruf anzugeben:

network_config: {network: '[NETWORK]', subnet: '[SUBNETWORK]', enable_external_ips: true}

Netzwerk

Sie können optional das Netzwerk angeben, das für die TPU verwendet werden soll. Wenn keine Angabe erfolgt, wird das Netzwerk default verwendet.

Gültige Netzwerkformate:

https://www.googleapis.com/compute/{version}/projects/{proj-id}/global/networks/{network}
compute/{version}/projects/{proj-id}/global/networks/{network}
compute/{version}/projects/{proj-##}/global/networks/{network}
projects/{proj-id}/global/networks/{network}
projects/{proj-##}/global/networks/{network}
global/networks/{network}
{network}

Subnetzwerk

Sie können das Subnetzwerk angeben, um ein bestimmtes Subnetzwerk zu verwenden. Das angegebene Subnetzwerk muss sich in derselben Region wie die Zone befinden, in der die TPU ausgeführt wird.

Gültige Formate:

https://www.googleapis.com/compute/{version}/projects/{proj-id}/regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
compute/{version}/projects/{proj-id}/regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
compute/{version}/projects/{proj-##}/regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
projects/{proj-id}/regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
projects/{proj-##}/regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
regions/{region}/subnetworks/{subnetwork}
{subnetwork}

Privater Google-Zugriff

Wenn Sie eine SSH-Verbindung zu den TPU-VMs herstellen möchten, müssen Sie entweder Zugriffskonfigurationen für die TPU-VMs hinzufügen oder den privaten Google-Zugriff für das Subnetzwerk aktivieren, mit dem die TPU-VMs verbunden sind.

Zum Hinzufügen von Zugriffskonfigurationen muss enable_external_ips festgelegt werden. Wenn Sie eine TPU erstellen, wird enable_external_ips standardmäßig festgelegt. Wenn Sie die Funktion deaktivieren möchten, geben Sie den folgenden Befehl ein:

--internal-ips

Oder verwenden Sie einen curl-Aufruf:

network_config: {enable_external_ips: true}

Nachdem Sie den privater Google-Zugriff konfiguriert haben, stellen Sie über SSH eine Verbindung zur VM her.

Benutzerdefiniertes Dienstkonto

Jeder TPU-VM ist ein Dienstkonto zugeordnet, über das sie in Ihrem Namen API-Anfragen stellt. TPU-VMs verwenden dieses Dienstkonto, um Cloud TPU APIs aufzurufen, auf Cloud Storage und andere Dienste zuzugreifen. Standardmäßig verwendet die TPU-VM das Compute Engine-Standarddienstkonto.

Sie können beim Erstellen einer TPU-VM mit dem Flag --service-account ein benutzerdefiniertes Dienstkonto angeben. Das Dienstkonto muss in dem Google Cloud-Projekt definiert sein, in dem Sie die TPU-VM erstellen. Benutzerdefinierte Dienstkonten, die für TPU-VMs verwendet werden, müssen die Rolle TPU-Betrachter haben, um die Cloud TPU API aufzurufen. Wenn der auf der TPU-VM ausgeführte Code andere Google Cloud-Dienste aufruft, muss er die für den Zugriff auf diese Dienste erforderlichen Rollen haben.

Wenn Sie eine TPU erstellen, können Sie mit dem Flag --service-account ein benutzerdefiniertes Dienstkonto angeben. Weitere Informationen zu Dienstkonten finden Sie unter Dienstkonten.

Verwenden Sie die folgenden Befehle, um ein benutzerdefiniertes Dienstkonto anzugeben.

TPU-VM mit der gcloud-Befehlszeile erstellen

$ gcloud compute tpus tpu-vm create tpu-name \
    --zone=us-central2-b \
    --accelerator-type=tpu-type \
    --version=tpu-vm-tf-2.16.1-pjrt \
    --service-account=your-service-account

TPU-VM mit curl erstellen

$ curl -X POST -H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" -H "Content-Type: application/json" -d "{accelerator_type: 'v4-8', \
  runtime_version:'tpu-vm-tf-2.16.1-pjrt', \
  network_config: {enable_external_ips: true}, \
  shielded_instance_config: { enable_secure_boot: true }}" \
  service_account: {email: 'your-service-account'} \
  https://tpu.googleapis.com/v2/projects/project-id/locations/us-central2-b/nodes?node_id=node_name

Wenn Sie ein benutzerdefiniertes Dienstkonto verwenden möchten, müssen Sie das Dienstkonto für Ihre Google Cloud Storage-Buckets autorisieren. Weitere Informationen finden Sie unter Verbindung zu Cloud Storage-Buckets herstellen.

Benutzerdefinierte VM-SSH-Methoden

  1. Richten Sie eine Firewall für SSH ein.

    Das Standardnetzwerk ist vorkonfiguriert, um den SSH-Zugriff auf alle VMs zuzulassen. Wenn Sie nicht das Standardnetzwerk verwenden oder die Standardnetzwerkeinstellungen bearbeitet wurden, müssen Sie den SSH-Zugriff möglicherweise explizit aktivieren, indem Sie eine Firewallregel hinzufügen:

    $ gcloud CLI compute firewall-rules create \
    --network=network allow-ssh \
    --allow=tcp:22
    
  2. Stellen Sie eine SSH-Verbindung zu den TPU-VMs her.

    $ gcloud compute tpus tpu-vm ssh tpu-name \
    --zone=us-central2-b \
    --project=project-id
    

    Pflichtfelder

    • tpu-name: Name des TPU-Knotens.
    • zone: Der Standort des TPU-Knotens. Derzeit wird nur us-central2-b unterstützt.
    • project-id: Das Projekt, das Sie oben erstellt haben.

    Eine Liste der optionalen Felder finden Sie in der API-Dokumentation zu gcloud.