EfficientNet auf Cloud TPU trainieren

Ziel: Trainieren Sie das TensorFlow EfficientNet-Modell mit einem Cloud TPU-Gerät oder einem Cloud TPU Pod-Slice (mehrere TPU-Geräte).

Die EfficientNet-Modelle sind eine Familie von Bildklassifizierungsmodellen, die eine hervorragende Genauigkeit erzielen und gleichzeitig kleiner und schneller als andere Modelle sind. EfficientNet-EdgeTpu sind Modelle, die für die effiziente Ausführung auf den Google EdgeTPU-Geräten optimiert sind.

Das Modell in dieser Anleitung basiert auf EfficientNet: Rethinking Model Scaling for Convolutional Neural Networks. Forscher entwickelten eine neue Technik zur Verbesserung der Modellleistung: Mit einem einfachen, aber hochwirksamen Verbindungskoeffizienten werden die Netzwerktiefe, -breite und -auflösung sorgfältig auf einander abgestimmt.

Die Familie der Modelle von efficientnet-b0 bis efficientnet-b7 kann bei ressourcenbeschränkten Google EdgeTPU-Geräteneine angemessene Genauigkeit der Bildklassifizierung erzielen.

Das in dieser Anleitung verwendete Modell efficientnet-b0 entspricht dem kleinsten Basismodell, während efficientnet-b7 dem leistungsstärksten, aber rechenintensivsten Modell entspricht. In der Anleitung wird gezeigt, wie das Modell mit TPUEstimator trainiert wird.

Warnung: TPUEstimator wird nur von Tensorflow 1.x unterstützt. Wenn Sie ein Modell mit TensorFlow 2.x schreiben, verwenden Sie stattdessen Keras.

Warnung: In dieser Anleitung wird ein Dataset eines Drittanbieters verwendet. Google gibt keine Zusicherungen, Gewährleistungen oder Garantien hinsichtlich der Gültigkeit oder anderer Aspekte dieses Datasets.

Lernziele

• Cloud Storage-Bucket zum Speichern der Dataset- und Modellausgabe erstellen
• Bereiten Sie eine Testversion des ImageNet-Datasets vor, die als Dataset fake_imagenet bezeichnet wird.
• Trainingsjob ausführen
• Ausgabeergebnisse überprüfen

Kosten

In dieser Anleitung werden die folgenden kostenpflichtigen Komponenten von Google Cloud verwendet:

• Compute Engine
• Cloud TPU
• Cloud Storage

Mit dem Preisrechner können Sie eine Kostenschätzung für Ihre voraussichtliche Nutzung vornehmen. Neuen Google Cloud-Nutzern steht möglicherweise eine kostenlose Testversion zur Verfügung.

Hinweis

Bevor Sie mit dieser Anleitung beginnen, prüfen Sie, ob Ihr Google Cloud-Projekt ordnungsgemäß eingerichtet ist.

1. Melden Sie sich bei Ihrem Google Cloud-Konto an. Wenn Sie mit Google Cloud noch nicht vertraut sind, erstellen Sie ein Konto, um die Leistungsfähigkeit unserer Produkte in der Praxis sehen und bewerten zu können. Neukunden erhalten außerdem ein Guthaben von 300 $, um Arbeitslasten auszuführen, zu testen und bereitzustellen.

2. Wählen Sie in der Google Cloud Console auf der Seite der Projektauswahl ein Google Cloud-Projekt aus oder erstellen Sie eines.

   Hinweis: Wenn Sie die Ressourcen, die Sie in diesem Verfahren erstellen, nicht behalten möchten, erstellen Sie ein Projekt, anstatt ein vorhandenes Projekt auszuwählen. Wenn Sie fertig sind, können Sie das Projekt löschen und dadurch alle mit dem Projekt verknüpften Ressourcen entfernen.

   Zur Projektauswahl

3. Die Abrechnung für das Cloud-Projekt muss aktiviert sein. So prüfen Sie, ob die Abrechnung für ein Projekt aktiviert ist.

4. Wählen Sie in der Google Cloud Console auf der Seite der Projektauswahl ein Google Cloud-Projekt aus oder erstellen Sie eines.

   Hinweis: Wenn Sie die Ressourcen, die Sie in diesem Verfahren erstellen, nicht behalten möchten, erstellen Sie ein Projekt, anstatt ein vorhandenes Projekt auszuwählen. Wenn Sie fertig sind, können Sie das Projekt löschen und dadurch alle mit dem Projekt verknüpften Ressourcen entfernen.

   Zur Projektauswahl

5. Die Abrechnung für das Cloud-Projekt muss aktiviert sein. So prüfen Sie, ob die Abrechnung für ein Projekt aktiviert ist.

In dieser Anleitung werden kostenpflichtige Komponenten der Google Cloud verwendet. Rufen Sie die Seite mit den Cloud TPU-Preisen auf, um Ihre Kosten abzuschätzen. Denken Sie daran, nicht mehr benötigte Ressourcen zu bereinigen, um unnötige Kosten zu vermeiden.

Ressourcen einrichten

Dieser Abschnitt enthält Informationen zum Einrichten von Cloud Storage-, VM- und Cloud TPU-Ressourcen für Anleitungen.

Wichtig: Richten Sie alle Ressourcen in derselben Region/Zone ein, um die Netzwerklatenz und die Netzwerkkosten gering zu halten.

1. Öffnen Sie ein Cloud Shell-Fenster.

   Cloud Shell öffnen

2. Erstellen Sie eine Variable für Ihre Projekt-ID.

   export PROJECT_ID=project-id
   

3. Konfigurieren Sie die Google Cloud-Befehlszeile für das Projekt, in dem Sie Cloud TPU erstellen möchten.

   gcloud config set project ${PROJECT_ID}
   

   Wenn Sie diesen Befehl zum ersten Mal in einer neuen Cloud Shell-VM ausführen, wird die Seite Authorize Cloud Shell angezeigt. Klicken Sie auf Authorize unten auf der Seite, damit gcloud GCP API-Aufrufe mit Ihren Anmeldedaten durchführen kann.

4. Erstellen Sie ein Dienstkonto für das Cloud TPU-Projekt.

   gcloud beta services identity create --service tpu.googleapis.com --project $PROJECT_ID
   

   Der Befehl gibt ein Cloud TPU-Dienstkonto im folgenden Format zurück:

   [e-mail]
   

5. Erstellen Sie mit dem folgenden Befehl einen Cloud Storage-Bucket:

   gsutil mb -p ${PROJECT_ID} -c standard -l europe-west4 -b on gs://bucket-name
   

   Dieser Cloud Storage-Bucket speichert die Daten, die Sie zum Trainieren Ihres Modells verwenden, sowie die Trainingsergebnisse. Mit dem Befehl gcloud compute tpus execution-groups in dieser Anleitung werden Standardberechtigungen für das Cloud TPU-Dienstkonto eingerichtet. Wenn Sie weitere Berechtigungen benötigen, können Sie die Berechtigungen auf Zugriffsebene anpassen.

   Der Bucket-Speicherort muss sich in derselben Region wie die virtuelle Maschine (VM) und der TPU-Knoten befinden. VMs und TPU-Knoten befinden sich in bestimmten Zonen, die Untergruppen innerhalb einer Region sind.

6. Starten Sie die für diese Anleitung erforderlichen Compute Engine- und Cloud TPU-Ressourcen mit dem Befehl gcloud compute tpus execution-groups.

   Hinweis: In dieser Anleitung wird TensorFlow 1.15.5 verwendet, das auf dem Debian 10-Image basiert und standardmäßig Python 3.6 verwendet. Frühere Versionen von TensorFlow 1.15.x basieren auf Debian 9 und nutzen standardmäßig Python 3.5.

   gcloud compute tpus execution-groups create \
    --vm-only \
    --name=efficientnet-tutorial \
    --zone=europe-west4-a \
    --disk-size=300 \
    --machine-type=n1-standard-8 \
    --tf-version=1.15.5
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   vm-only

   Erstellen Sie nur die Compute Engine-VM, aber keine Cloud TPU.

   name

   Der Name der zu erstellenden Cloud TPU.

   zone

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

   disk-size

   Die Größe des Laufwerks in GB der VM, die mit dem Befehl gcloud erstellt wurde.

   machine-type

   Der Maschinentyp der zu erstellenden Compute Engine-VM.

   tf-version

   Die Version von TensorFlow gcloud wird auf der VM installiert.

   Weitere Informationen zum Befehl gcloud finden Sie in der gcloud-Referenz.

7. Wenn Sie dazu aufgefordert werden, drücken Sie auf y, um Ihre Cloud TPU-Ressourcen zu erstellen.

   Hinweis: Wenn Sie gcloud compute tpus execution-groups zum ersten Mal in einem Projekt ausführen, dauert es etwa fünf Minuten, bis alle Startvorgänge wie die SSH-Schlüsselverteilung und die API-Aktivierung abgeschlossen sind.

   Wenn der Befehl gcloud compute tpus execution-groups ausgeführt wurde, prüfen Sie, ob die Shell-Eingabeaufforderung von username@projectname in username@vm-name geändert wurde. Diese Änderung bedeutet, dass Sie jetzt bei Ihrer Compute Engine-VM angemeldet sind.

   gcloud compute ssh efficientnet-tutorial --zone=europe-west4-a
   

   Ab jetzt bedeutet das Präfix (vm)$, dass Sie den Befehl in der Compute Engine-VM-Instanz ausführen sollten.

Daten vorbereiten

Richten Sie die folgenden Umgebungsvariablen ein und ersetzen Sie bucket-name durch den Namen Ihres Cloud Storage-Buckets:

1. Erstellen Sie eine Umgebungsvariable für Ihren Bucket-Namen. Ersetzen Sie bucket-name durch Ihren Bucket-Namen.

   (vm)$ export STORAGE_BUCKET=gs://bucket-name
   

2. Erstellen Sie einige zusätzliche Umgebungsvariablen.

   (vm)$ export MODEL_DIR=${STORAGE_BUCKET}/efficientnet
   (vm)$ export DATA_DIR=gs://cloud-tpu-test-datasets/fake_imagenet
   (vm)$ export TPU_NAME=efficientnet-tutorial
   (vm)$ export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/usr/share/tpu/models
   

Die Trainingsanwendung erwartet, dass Ihre Trainingsdaten in Cloud Storage verfügbar sind. Die Trainingsanwendung verwendet auch Ihren Cloud Storage-Bucket, um während des Trainings Prüfpunkte zu speichern.

EfficientNet-Modell mit fake_imagenet trainieren und evaluieren

ImageNet ist eine Bilddatenbank. Die Bilder in der Datenbank sind hierarchisch angeordnet, wobei jeder Knoten der Hierarchie durch Hunderte und Tausende von Bildern dargestellt wird.

In dieser Anleitung wird eine Demoversion des vollständigen ImageNet-Datasets verwendet, die als fake_imagenet bezeichnet wird. Wenn Sie die Anleitung mit dieser Demoversionen durcharbeiten, können Sie den Speicher- und Zeitaufwand reduzieren, der normalerweise mit dem Ausführen eines Modells für die gesamte ImageNet-Datenbank verbunden ist.

Das Dataset "fake_imagenet" befindet sich an diesem Speicherort in Cloud Storage:

gs://cloud-tpu-test-datasets/fake_imagenet

Das Dataset "fake_imagenet" dient nur zum Verständnis, wie eine Cloud TPU verwendet wird und wie die End-to-End-Leistung validiert wird. Die Genauigkeitszahlen und das gespeicherte Modell sind nicht aussagekräftig.

Informationen zum Herunterladen und Verarbeiten des vollständigen ImageNet-Datasets finden Sie unter Das ImageNet-Dataset herunterladen, vorverarbeiten und hochladen.

Vorsicht: Legen Sie für diese Anleitung die Umgebungsvariable STORAGE_BUCKET nicht auf den Pfad des Datasets fake_imagenet fest. In dem Pfad gs://cloud-tpu-test-datasets können Daten gelesen, aber nicht geschrieben werden. Daher können Sie damit keine Trainings-Logs erstellen. Die Umgebungsvariable STORAGE_BUCKET muss auf Ihren eigenen Cloud Storage-Bucket festgelegt sein, wie oben gezeigt.

Hinweis: Möchten Sie hingegen die Ausgabe und die Leistung des Modells beobachten, befolgen Sie die Anleitung zum Einrichten von TensorBoard.

1. Starten Sie eine Cloud TPU-Ressource.

   (vm)$ gcloud compute tpus execution-groups create \
    --tpu-only \
    --name=efficientnet-tutorial \
    --zone=europe-west4-a \
    --disk-size=300 \
    --machine-type=n1-standard-8 \
    --tf-version=1.15.5
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu-only

   Erstellt nur die Cloud TPU und keine Compute Engine.

   name

   Der Name der zu erstellenden Cloud TPU.

   zone

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

   disk-size

   Die Größe des Laufwerks in GB der VM, die mit dem Befehl gcloud erstellt wurde.

   machine-type

   Der Maschinentyp der zu erstellenden Compute Engine-VM.

   tf-version

   Die Version von TensorFlow gcloud wird auf der VM installiert.

2. Navigieren Sie zum Modellverzeichnis:

   (vm)$ cd /usr/share/tpu/models/official/efficientnet/
   

3. Führen Sie das Trainingsskript aus.

   (vm)$ python3 main.py \
     --tpu=${TPU_NAME} \
     --data_dir=${DATA_DIR} \
     --model_dir=${MODEL_DIR} \
     --model_name='efficientnet-b0' \
     --skip_host_call=true \
     --train_batch_size=2048 \
     --train_steps=1000
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu

   Verwendet den in der TPU-Variablen angegebenen Namen.

   data_dir

   Gibt den Cloud Storage-Pfad für die Trainingseingabe an. In diesem Beispiel ist dafür das Dataset „fake_imagenet“ festgelegt.

   model_dir

   Der Cloud Storage-Pfad, in dem während des Modelltrainings Prüfpunkte und Zusammenfassungen gespeichert werden. Sie können einen vorhandenen Ordner wiederverwenden, um zuvor generierte Prüfpunkte zu laden und zusätzliche Prüfpunkte zu speichern, sofern die vorherigen Prüfpunkte mit einer Cloud TPU derselben Größe und TensorFlow-Version erstellt wurden.

   model_name

   Der Name des zu trainierenden Modells. Beispiel: efficientnet

   skip_host_call

   Legen Sie true fest, damit das Skript den host_call überspringt, der bei jedem Trainingsschritt ausgeführt wird. Wird im Allgemeinen zum Erstellen von Trainingszusammenfassungen (Trainingsverlust, Lernrate usw.) verwendet. Bei skip_host_call=false kann es zu einem Leistungsabfall kommen, wenn die Funktion host_call langsam ist und nicht mit der TPU-seitigen Berechnung Schritt halten kann.

   train_batch_size

   Die Trainings-Batchgröße.

   train_steps

   Die Anzahl der Schritte für das Training. Der Standardwert beträgt 218.949 Schritte. Das sind ungefähr 350 Epochen mit einer Batchgröße von 2.048. Dieses Flag sollte entsprechend dem Flag-Wert train_batch_size angepasst werden.

Dadurch wird das EfficientNet-Modell (Variante efficientnet-b0) nur für 1.000 Schritte trainiert, da es das fiktive ImageNet-Dataset verwendet. Wenn Sie das komplette ImageNet-Dataset verwenden, können Sie mit dem folgenden Befehl für die Konvergenz trainieren:

(vm)$ python3 main.py \
  --tpu=${TPU_NAME} \
  --data_dir=${DATA_DIR} \
  --model_dir=${MODEL_DIR} \
  --model_name='efficientnet-b0' \
  --skip_host_call=true \
  --train_batch_size=2048 \
  --train_steps=218948

Dadurch wird das EfficientNet-Modell für 350 Epochen trainiert und nach der Verarbeitung eines Datenbatches bewertet. Mit den angegebenen Flags sollte das Modell in etwa 23 Stunden trainiert werden. Diese Einstellungen sollten eine Top-1-Genauigkeit von ungefähr 76,5 % für das ImageNet-Validierungs-Dataset erreichen. Der beste Modellprüfpunkt und das entsprechende Bewertungsergebnis befinden sich im Ordner archive des Modellverzeichnisses: ${STORAGE_BUCKET}/efficientnet/archive.

Modell mit Cloud TPU Pods skalieren

Wenn Sie ein Modell mit Cloud TPU Pods skalieren, können Sie schneller Ergebnisse erzielen. Das vollständig unterstützte Modell kann mit den folgenden Pod-Slices verwendet werden:

• v2-32
• v3-32

Wenn Sie Cloud TPU Pods verwenden, trainieren Sie zuerst das Modell mit einem Pod und verwenden dann ein einzelnes Cloud TPU-Gerät, um das Modell zu bewerten.

Cloud TPU Pods trainieren

Hinweis: Wenn Sie die Compute Engine-Instanz bereits gelöscht haben, erstellen Sie mithilfe der Anleitung unter Ressourcen einrichten eine neue.

1. Löschen Sie die Cloud TPU-Ressource, die Sie zum Trainieren des Modells auf einem einzelnen Gerät erstellt haben.

   (vm)$ gcloud compute tpus execution-groups delete efficientnet-tutorial \
     --zone=europe-west4-a \
     --tpu-only
   

2. Führen Sie den Befehl gcloud compute tpus execution-groups mit dem Parameter accelerator-type aus, um den Pod-Slice anzugeben, den Sie verwenden möchten. Der folgende Befehl verwendet beispielsweise einen v3-32-Pod-Slice.

   (vm)$ gcloud compute tpus execution-groups  create --tpu-only \
     --name=efficientnet-tutorial \
     --zone=europe-west4-a \
     --accelerator-type=v2-32 \
     --tf-version=1.15.5
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu-only

   Erstellen Sie nur eine Cloud TPU. Standardmäßig werden mit dem Befehl gcloud eine VM und eine Cloud TPU erstellt.

   name

   Der Name der zu erstellenden Cloud TPU.

   zone

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

   accelerator-type

   Der Typ der zu erstellenden Cloud TPU.

   tf-version

   Die Version von TensorFlow gcloud compute tpus execution-groups wird auf der VM installiert.

3. Erstellen Sie eine Umgebungsvariable für Ihren TPU-Namen.

   (vm)$ export TPU_NAME=efficientnet-tutorial
   

4. Aktualisieren Sie das Verzeichnis MODEL_DIR, um die Trainingsdaten zu speichern.

   (vm)$ export MODEL_DIR=${STORAGE_BUCKET}/efficientnet-tutorial
   

5. Modell trainieren

   (vm)$ python3 main.py \
     --tpu=${TPU_NAME} \
     --data_dir=${DATA_DIR} \
     --model_dir=${MODEL_DIR} \
     --model_name='efficientnet-b3' \
     --skip_host_call=true \
     --mode=train \
     --train_steps=1000 \
     --train_batch_size=4096 \
     --iterations_per_loop=100
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu

   Der Name der Cloud TPU.

   data_dir

   Der Cloud Storage-Pfad für die Trainingseingabe. In diesem Beispiel ist er auf das Dataset "fake_imagenet" festgelegt.

   model_dir

   Der Cloud Storage-Pfad, in dem während des Modelltrainings Prüfpunkte und Zusammenfassungen gespeichert werden. Sie können einen vorhandenen Ordner wiederverwenden, um zuvor generierte Prüfpunkte zu laden und zusätzliche Prüfpunkte zu speichern, sofern die vorherigen Prüfpunkte mit einer Cloud TPU derselben Größe und TensorFlow-Version erstellt wurden.

   model_name

   Der Name des zu trainierenden Modells.

   skip_host_call

   Legen Sie true fest, damit das Skript den host_call überspringt, der bei jedem Trainingsschritt ausgeführt wird. Wird im Allgemeinen zum Erstellen von Trainingszusammenfassungen (Trainingsverlust, Lernrate usw.) verwendet. Bei skip_host_call=false kann es zu einem Leistungsabfall kommen, wenn die Funktion host_call langsam ist und nicht mit der TPU-seitigen Berechnung Schritt halten kann.

   mode

   Entweder train_and_eval, train oder eval. train_and_eval trainiert und bewertet das Modell. train trainiert das Modell. eval wertet das Modell aus.

   train_steps

   Gibt die Anzahl der Trainingsschritte an.

   train_batch_size

   Die Trainings-Batchgröße.

   iterations_per_loop

   Die Anzahl der Trainingsschritte, die auf der TPU ausgeführt werden sollen, bevor Messwerte an die CPU gesendet werden.

Dieser Befehl trainiert das EfficientNet-Modell (Variante efficientnet-b0) nur für 1.000 Schritte, da das fiktive ImageNet-Dataset verwendet wird. Wenn Sie das komplette ImageNet-Dataset verwenden, können Sie mit dem folgenden Befehl für die Konvergenz trainieren:

(vm)$ python3 main.py \
  --tpu=${TPU_NAME} \
  --data_dir=${DATA_DIR} \
  --model_dir=${MODEL_DIR} \
  --model_name='efficientnet-b3' \
  --skip_host_call=true \
  --mode=train \
  --train_steps=109474 \
  --train_batch_size=4096 \
  --iterations_per_loop=100

Dieser Befehl trainiert das EfficientNet-Modell (Variante efficientnet-b3) über 350 Epochen. Das Modell sollte eine Genauigkeit von 81,1 % für das ImageNet-Entwicklungs-Dataset erreichen, das in etwa 20 Stunden fertig sein sollte. Der beste Modellprüfpunkt und das entsprechende Bewertungsergebnis befinden sich im Ordner archive des Modellverzeichnisses: ${STORAGE_BUCKET}/efficientnet/archive.

Hinweis: Die Edge TPU EfficientNets stehen in drei Größen zur Verfügung: S, M und L. Geben Sie zum Trainieren der Edge TPU-Versionen von EfficientNet einfach den Modellnamen so an: efficientnet-edgetpu-{S,M,L}

Modell bewerten

In dieser Reihe von Schritten verwenden Sie Cloud TPU, um das oben trainierte Modell anhand der fake_imagenet-Bewertungsdaten zu bewerten.

1. Löschen Sie die Cloud TPU-Ressource, die Sie zum Trainieren des Modells auf einem Pod erstellt haben.

   (vm)$ gcloud compute tpus execution-groups delete efficientnet-tutorial \
     --tpu-only \
     --zone=europe-west4-a
     

2. Starten Sie eine Cloud TPU v2-8, um die Bewertung auszuführen. Verwenden Sie denselben Namen wie für die Compute Engine-VM, die immer noch ausgeführt werden sollte.

   (vm)$ gcloud compute tpus execution-groups  create --tpu-only \
    --name=efficientnet-tutorial \
    --accelerator-type=v2-8 \
    --zone=europe-west4-a \
    --tf-version=1.15.5
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu-only

   Erstellen Sie nur eine Cloud TPU. Standardmäßig werden mit dem Befehl gcloud eine VM und eine Cloud TPU erstellt.

   name

   Der Name der zu erstellenden Cloud TPU.

   accelerator-type

   Der Typ der zu erstellenden Cloud TPU.

   zone

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

   tf-version

   Die Version von TensorFlow gcloud wird auf der VM installiert.

3. Erstellen Sie eine Umgebungsvariable für Ihren TPU-Namen.

   (vm)$ export TPU_NAME=efficientnet-tutorial
   

4. Führen Sie die Modellbewertung aus. Fügen Sie dieses Mal das Flag mode hinzu und setzen Sie es auf eval.

   (vm)$ python3 main.py \
      --tpu=${TPU_NAME} \
      --data_dir=${DATA_DIR} \
      --model_dir=${MODEL_DIR} \
      --model_name='efficientnet-b3' \
      --skip_host_call=true \
      --mode=eval
   

   Beschreibung der Befehls-Flags

   tpu

   Verwendet den in der TPU-Variablen angegebenen Namen.

   data_dir

   Gibt den Cloud Storage-Pfad für die Trainingseingabe an. In diesem Beispiel ist er auf das Dataset "fake_imagenet" festgelegt.

   model_dir

   Der Cloud Storage-Pfad, in dem während des Modelltrainings Prüfpunkte und Zusammenfassungen gespeichert werden. Sie können einen vorhandenen Ordner wiederverwenden, um zuvor generierte Prüfpunkte zu laden und zusätzliche Prüfpunkte zu speichern, sofern die vorherigen Prüfpunkte mit einer Cloud TPU derselben Größe und TensorFlow-Version erstellt wurden.

   model_name

   Der Name des zu trainierenden Modells. Zum Beispiel efficientnet usw.

   skip_host_call

   Legen Sie true fest, damit das Skript den host_call überspringt, der bei jedem Trainingsschritt ausgeführt wird. Wird im Allgemeinen zum Erstellen von Trainingszusammenfassungen (Trainingsverlust, Lernrate usw.) verwendet. Bei skip_host_call=false kann es zu einem Leistungsabfall kommen, wenn die Funktion host_call langsam ist und nicht mit der TPU-seitigen Berechnung Schritt halten kann.

   mode

   Wenn train_and_eval festgelegt ist, wird dieses Modell trainiert und bewertet. Wenn dieses Skript auf export_only gesetzt ist, exportiert es ein gespeichertes Modell.

   Dadurch wird eine Ausgabe generiert, die etwa so aussieht:

   Eval results: {
   'loss': 7.532023,
   'top_1_accuracy': 0.0010172526,
   'global_step': 100,
   'top_5_accuracy': 0.005065918
   }
   Elapsed seconds: 88

Bereinigen

Damit Ihrem Google Cloud-Konto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen nicht in Rechnung gestellt werden, löschen Sie entweder das Projekt, das die Ressourcen enthält, oder Sie behalten das Projekt und löschen die einzelnen Ressourcen.

1. Trennen Sie die Verbindung zur Compute Engine-Instanz, sofern noch nicht geschehen:

   (vm)$ exit
   

   Die Eingabeaufforderung sollte nun username@projectname lauten und angeben, dass Sie sich in Cloud Shell befinden.

2. Verwenden Sie in Cloud Shell den folgenden Befehl, um Ihre Compute Engine-VM und Cloud TPU zu löschen:

   $ gcloud compute tpus execution-groups delete efficientnet-tutorial \
     --zone=europe-west4-a
   

3. Prüfen Sie, ob die Ressourcen gelöscht wurden. Führen Sie dazu gcloud compute tpus execution-groups list aus. Der Löschvorgang kann einige Minuten dauern. Eine Antwort wie die folgende gibt an, dass Ihre Instanzen erfolgreich gelöscht wurden.

   $ gcloud compute tpus execution-groups list \
    --zone=europe-west4-a
   

   Sie sollten eine leere Liste der TPUs sehen, die in etwa so aussieht:

      NAME             STATUS
   

4. Löschen Sie Ihren Cloud Storage-Bucket wie unten gezeigt mit gsutil. Ersetzen Sie bucket-name durch den Namen des Cloud Storage-Buckets.

   $ gsutil rm -r gs://bucket-name
   

Hinweis: Informationen zu den Limits für die kostenlose Speichernutzung und andere Preisinformationen finden Sie unter Cloud Storage – Preise.

Weitere Informationen

In den Cloud TPU-Anleitungen von TensorFlow wird das Modell in der Regel mithilfe eines Beispiel-Datasets trainiert. Die Ergebnisse dieser Schulung können nicht für Inferenzen verwendet werden. Wenn Sie ein Inferenzmodell verwenden möchten, können Sie die Daten mit einem öffentlich verfügbaren Dataset oder Ihrem eigenen Dataset trainieren. TensorFlow-Modelle, die auf Cloud TPUs trainiert werden, benötigen im Allgemeinen Datasets im Format TFRecord.

Sie können das Beispiel für das Dataset-Konvertierungstool verwenden, um ein Bildklassifizierungs-Dataset in das TFRecord-Format zu konvertieren. Wenn Sie kein Bildklassifizierungsmodell verwenden, müssen Sie das Dataset selbst in das TFRecords-Format konvertieren. Weitere Informationen finden Sie unter TFRecord und tf.Example

Hyperparameter-Feinabstimmung

Sie können die Hyperparameter des Modells optimieren, um die Leistung des Modells mit Ihrem Dataset zu verbessern. Informationen zu Hyperparametern, die für alle TPU-unterstützten Modelle üblich sind, finden Sie auf GitHub. Informationen zu modellspezifischen Hyperparametern finden Sie im Quellcode für die einzelnen Modelle. Weitere Informationen zur Hyperparameter-Abstimmung finden Sie unter Übersicht über Hyperparameter-Abstimmung, Hyperparameter-Abstimmungsdienst und Hyperparameter abstimmen.

Inferenz

Sobald Ihr Modell trainiert ist, können Sie es für Inferenz (auch als Vorhersage bezeichnet) verwenden. AI Platform ist eine cloudbasierte Lösung, mit der Sie Modelle für maschinelles Lernen entwickeln, trainieren und bereitstellen können. Sobald ein Modell bereitgestellt wurde, können Sie den AI Platform Prediction-Dienst verwenden.

• TPU-Tools in TensorBoard