TPU v5p
本文档介绍了 Cloud TPU v5p 的架构和受支持的配置。
系统架构
本部分介绍了 v5p 版本专有的系统架构。每个 TensorCore 都有四个矩阵乘法单元 (MXU)、一个矢量单元和一个标量单元。
单个 v5p Pod 中包含 8960 个芯片。可安排的最大作业数 是一个 96 立方体（6144 芯片）作业。
下表显示了 v5p 的主要规范。
| 主要规格 | v5p 值 |
|---|---|
| 每个芯片的计算峰值 (bf16) | 459 TFLOPS |
| HBM2e 容量和带宽 | 95GB、2765 GBps |
| TPU Pod 大小 | 8960 个条状标签 |
| 互连拓扑 | 3D 环形* |
| 芯片间互连带宽 | 4800 Gbps |
配置
TPU v5p Pod 由 8960 个芯片组成，这些芯片通过可重新配置功能相互连接
或高速链接借助 TPU v5p 的灵活网络功能，您可以通过多种方式连接同一大小的切片中的芯片。创建 TPU 切片时
使用 gcloud compute tpus tpu-vm create 命令，您可以指定
使用 AcceleratorType 指定其类型和形状
或 AcceleratorConfig 参数。
下表显示了 v5p 支持的最常见的单 Slice 形状，以及大于 1 个 Cube 的大多数（但不是全部）完整 Cube 形状。最大 v5p 形状为 16x16x24（6144 个条状标签，96 个立方体）。
| 切片形状 | 虚拟机大小 | # 核心 | 条状标签数量 | 机器数量 | 立方数 | 是否支持 Twisted？ |
| 2x2x1 | 完整主机 | 8 | 4 | 1 | 无 | 无 |
| 2x2x2 | 完整主机 | 16 | 8 | 2 | 无 | 无 |
| 2x4x4 | 完整主机 | 64 | 32 | 8 | 无 | 无 |
| 4x4x4 | 完整主机 | 128 | 64 | 16 | 1 | 无 |
| 4x4x8 | 完整主机 | 256 | 128 | 32 | 2 | 是 |
| 4x8x8 | 完整主机 | 512 | 256 | 64 | 4 | 是 |
| 8x8x8 | 完整主机 | 1024 | 512 | 128 | 8 | 无 |
| 8x8x16 | 完整主机 | 2048 年 | 1024 | 256 | 16 | 是 |
| 8x16x16 | 完整主机 | 4096 | 2048 | 512 | 32 | 是 |
| 16x16x16 | 完整主机 | 8,192 | 4096 | 1024 | 64 | 无 |
| 16x16x24 | 完整主机 | 12,288 | 6144 | 1536 | 96 | 无 |
单个切片训练最多支持 6144 个芯片。可扩展 到 18432 个条状标签。如需详细了解多切片，请参阅 Cloud TPU 多切片概览。
使用 AcceleratorType 参数
分配 TPU 资源时，您可以使用 --accelerator-type 参数指定切片中的 TensorCore 数量。“--accelerator-type”现为
带格式的字符串
“v$VERSION_NUMBERp-$CORES_COUNT”。
例如，v5p-32 指定了具有 32 个 TensorCore（16 个芯片）的 v5p TPU 切片。
如需为 v5p 训练作业预配 TPU，请使用以下方式之一 加速器类型：
- v5p-8
- v5p-16
- v5p-32
- v5p-64
- v5p-128（一个完整立方体/机架）
- v5p-256（2 个立方体）
- v5p-512
- v5p-1024 ... v5p-12288
使用 AcceleratorConfig 参数
对于 v5p 及更高版本的 Cloud TPU，AcceleratorConfig
使用方式与使用 Cloud TPU v4 大致相同
区别在于
不要将 TPU 类型指定为 --type=v4，而是将其指定为
您使用的 TPU 版本（例如，用于 v5p 版本的 --type=v5p）。
Cloud TPU ICI 弹性
ICI 弹性有助于提高光链路的容错能力， 用于在立方体之间连接 TPU 的光学电路交换机 (OCS)。 （立方体内的 ICI 连接使用不受影响的铜线）。ICI 弹性允许 ICI 连接围绕 OCS 和光学 ICI 进行路由 错误。因此，它可以提高 TPU 的调度可用性 但 ICI 性能会暂时下降。
与 Cloud TPU v4 类似，ICI 弹性默认处于启用状态 为一个立方体或更大的 v5p 切片：
- v5p-128（在指定加速器类型时）
- 指定加速器配置时为 4x4x4
虚拟机、主机和切片属性
| 属性 | TPU 的价值 |
| v5p 芯片数量 | 4 |
| vCPU 数量 | 208（如果使用 NUMA 绑定以避免跨 NUMA 性能惩罚，则只能使用一半） |
| RAM (GB) | 448（如果使用 NUMA 绑定以避免跨 NUMA 性能惩罚，则只能使用一半） |
| NUMA 节点数 | 2 |
| NIC 吞吐量 (Gbps) | 200 |
TensorCore 数量、芯片数量、主机/虚拟机数量与 一个 Pod 中的多个立方体：
| 核心 | 薯片 | 主机/虚拟机 | Cubes | |
|---|---|---|---|---|
| 主机 | 8 | 4 | 1 | |
| Cube（也称为机架） | 128 | 64 | 16 | 1 |
| 支持的最大 Slice | 12288 | 6144 | 1536 年 | 96 |
| v5p 完整 Pod | 17920 | 8960 | 2,240 | 140 个 |