Guia de início rápido

Você pode usar um Cloud TPU para acelerar cargas de trabalho de aprendizado de máquina específicas do TensorFlow. Nesta página, você aprenderá a criar um Cloud TPU e usá-lo para executar um programa básico do TensorFlow.

Antes de começar

  1. Faça login na sua Conta do Google.

    Se você ainda não tiver uma, inscreva-se.

  2. Selecione ou crie um projeto do GCP.

    Acessar a página Gerenciar recursos

  3. Verifique se o faturamento foi ativado para o projeto.

    Saiba como ativar o faturamento

  4. Estas instruções incluem componentes faturáveis do Google Cloud Platform. Consulte a página de preços do Cloud TPU para estimar os custos. Depois, siga as instruções para limpar os recursos quando eles não forem mais necessários.

Criar um intervalo do Cloud Storage

Você precisa de um intervalo do Cloud Storage para armazenar os dados usados para treinar o modelo de aprendizado de máquina, bem como os resultados do treinamento.

  1. Acesse a página do Cloud Storage no Console do GCP.

    Acessar a página do Cloud Storage

  2. Crie um novo intervalo especificando as opções a seguir:

    • um nome exclusivo à sua escolha
    • classe de armazenamento padrão: Regional
    • localização: us-central1

Abrir o Cloud Shell e usar a ferramenta ctpu

Neste guia, usamos o Cloud TPU Provisioning Utility (ctpu) como uma ferramenta simples para configurar e gerenciar o Cloud TPU. O guia executa o ctpu a partir de um Cloud Shell. Para encontrar opções de configuração mais avançadas, consulte a configuração personalizada.

A ferramenta ctpu vem pré-instalada no Cloud Shell. Siga estas etapas para verificar a configuração do ctpu:

  1. Abra uma janela do Cloud Shell.

    Abrir o Cloud Shell

  2. Para verificar a configuração do ctpu, digite o seguinte no Cloud Shell:

    $ ctpu print-config
    

    Você verá uma mensagem como esta:

    2018/04/29 05:23:03 WARNING: Setting zone to "us-central1-b"
    ctpu configuration:
            name: [your TPU's name]
            project: [your-project-name]
            zone: us-central1-b
    If you would like to change the configuration for a single command invocation, please use the command line flags.
    

  3. Confira os comandos do ctpu:

    $ ctpu

    Você verá um guia de uso, incluindo uma lista de subcomandos e sinalizações com uma breve descrição de cada.

Criar uma VM do Compute Engine e um Cloud TPU

Execute o comando a seguir para configurar uma máquina virtual (VM, na sigla em inglês) do Compute Engine e um Cloud TPU com serviços associados. Essa combinação de recursos e serviços é chamada de lote do Cloud TPU:

$ ctpu up

Com o comando ctpu up, você executa as tarefas a seguir:

  • Ativar os serviços do Cloud TPU e Compute Engine.
  • Criar uma VM do Compute Engine com a última versão estável do TensorFlow pré-instalada. A zona padrão é us-central1-b. Como referência, o Cloud TPU está disponível nas zonas a seguir:

    • Estados Unidos (EUA)
      • us-central1-b
      • us-central1-c
      • us-central1-f (apenas o programa TFRC)
    • Europa (EU)
      • europe-west4-a
    • Ásia-Pacífico (APAC)
      • asia-east1-c

  • Criar um Cloud TPU com a versão correspondente do TensorFlow e transmitir o nome do Cloud TPU para a VM do Compute Engine como uma variável de ambiente (TPU_NAME).

  • Garantir que o Cloud TPU tenha acesso aos recursos necessários no projeto do GCP. Isso é feito ao conceder papéis específicos do IAM à conta de serviço do Cloud TPU.
  • Executar várias outras verificações.
  • Fazer login na nova VM do Compute Engine.

É possível executar ctpu up quantas vezes quiser. Por exemplo, se você perder a conexão SSH com a VM do Compute Engine, basta executar ctpu up para restaurá-la.

Daqui em diante, o prefixo (vm)$ significa que você precisa executar o comando na instância de VM do Compute Engine.

Verificar a VM do Compute Engine

Quando a execução do comando ctpu up terminar, siga as seguintes etapas:

  1. Verifique se o prompt do shell mudou de username@project para username@username. Essa alteração mostra que você fez login na VM do Compute Engine.

  2. Execute o comando a seguir para verificar a instalação do TensorFlow:

    (vm)$ python -c "import tensorflow; print(tensorflow.VERSION)"
    

    Você verá uma mensagem de aviso seguida por uma linha que exibe o número da versão do TensorFlow. Por exemplo: 1.8.0.

Executar uma computação do TensorFlow

Use o Cloud TPU para executar um script simples do TensorFlow que realiza a operação A*X+Y:

  1. Abra um editor de texto e crie um script novo do Python com o nome cloud-tpu.py:

    (vm)$ pico cloud-tpu.py
    

  2. Copie o conteúdo do script de exemplo a seguir no arquivo e salve-o.

    import os
    import tensorflow as tf
    from tensorflow.contrib import tpu
    from tensorflow.contrib.cluster_resolver import TPUClusterResolver
    
    def axy_computation(a, x, y):
      return a * x + y
    
    inputs = [
        3.0,
        tf.ones([3, 3], tf.float32),
        tf.ones([3, 3], tf.float32),
    ]
    
    tpu_computation = tpu.rewrite(axy_computation, inputs)
    
    tpu_grpc_url = TPUClusterResolver(
        tpu=[os.environ['TPU_NAME']]).get_master()
    
    with tf.Session(tpu_grpc_url) as sess:
      sess.run(tpu.initialize_system())
      sess.run(tf.global_variables_initializer())
      output = sess.run(tpu_computation)
      print(output)
      sess.run(tpu.shutdown_system())
    
    print('Done!')
    

    Observação: esse exemplo de código serve para testar se a configuração está correta e é possível executar a computação no Cloud TPU. Para treinar modelos, o método recomendado é o da biblioteca da TPUEstimator. Leia o tutorial para executar uma rede residual no Cloud TPU para ver um exemplo de treinamento usando a TPUEstimator.

  3. Execute o programa do TensorFlow. O programa cria um elemento tf.Session() com um gRPC que aponta para o ponto de extremidade do Cloud TPU e executa uma computação simples.

    (vm)$ python cloud-tpu.py
    [array([[4., 4., 4.],
           [4., 4., 4.],
           [4., 4., 4.]], dtype=float32)]
    Done!
    

Limpar

Para evitar a cobrança na sua conta do Google Cloud Platform pelo uso de recursos neste guia de início rápido:

  1. Encerre a conexão com a VM do Compute Engine:

    (vm)$ exit
    

    O prompt agora será user@projectname, mostrando que você está no Cloud Shell.

  2. No Cloud Shell, execute o comando a seguir para excluir a VM do Compute Engine e o Cloud TPU:

    $ ctpu delete
    

  3. Execute ctpu status para garantir que você não tenha instâncias alocadas. A exclusão pode levar até dois minutos. Uma resposta como esta indica que não há mais instâncias alocadas:

    2018/04/28 16:16:23 WARNING: Setting zone to "us-central1-b"
    No instances currently exist.
            GCE VM:     --
            Cloud TPU:  --
    

  4. Quando você não precisar mais do intervalo do Cloud Storage criado neste tutorial, use o comando gsutil para excluí-lo. Substitua YOUR-BUCKET-NAME pelo nome do intervalo no Cloud Storage:

    $ gsutil rm -r gs://YOUR-BUCKET-NAME
    

    Consulte o guia de preços do Cloud Storage para se informar sobre os limites de armazenamento gratuito e outros preços.

Próximas etapas

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