调度 GPU

配置和安排 GPU 作为集群中节点的资源使用。
功能状态: Kubernetes v1.26 [稳定]

Kubernetes 使用 设备插件 为管理集群中不同节点上的 AMD 和 NVIDIA GPU(图形处理单元)提供 **稳定** 支持。

本页介绍了用户如何使用 GPU,并概述了实现中的一些限制。

使用设备插件

Kubernetes 实现设备插件,允许 Pod 访问诸如 GPU 之类的专用硬件功能。

作为管理员,您必须从相应的硬件供应商在节点上安装 GPU 驱动程序,并运行来自 GPU 供应商的相应设备插件。以下是供应商说明的链接

安装插件后,您的集群会公开一个自定义可调度资源,例如 amd.com/gpunvidia.com/gpu

您可以通过请求自定义 GPU 资源来从容器中使用这些 GPU,就像请求 cpumemory 一样。但是,在您指定自定义设备的资源要求时存在一些限制。

GPU 只应该在 limits 部分中指定,这意味着

  • 您可以指定 GPU limits 而不指定 requests,因为 Kubernetes 默认情况下会将 limit 作为请求值使用。
  • 您可以在 limitsrequests 中都指定 GPU,但这两个值必须相等。
  • 您不能在不指定 limits 的情况下指定 GPU requests

以下是一个请求 GPU 的 Pod 的示例清单

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-vector-add
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  containers:
    - name: example-vector-add
      image: "registry.example/example-vector-add:v42"
      resources:
        limits:
          gpu-vendor.example/example-gpu: 1 # requesting 1 GPU

管理具有不同类型 GPU 的集群

如果集群中的不同节点具有不同类型的 GPU,那么您可以使用 节点标签和节点选择器 将 Pod 调度到适当的节点。

例如

# Label your nodes with the accelerator type they have.
kubectl label nodes node1 accelerator=example-gpu-x100
kubectl label nodes node2 accelerator=other-gpu-k915

标签键 accelerator 只是一个示例;如果您愿意,可以使用不同的标签键。

自动节点标记

作为管理员,您可以通过部署 Kubernetes 节点功能发现 (NFD) 自动发现并标记所有启用了 GPU 的节点。NFD 检测 Kubernetes 集群中每个节点上可用的硬件功能。通常,NFD 被配置为将这些功能作为节点标签进行宣传,但 NFD 也可以添加扩展资源、注释和节点污点。NFD 与所有 支持的 Kubernetes 版本 兼容。默认情况下,NFD 为检测到的功能创建 功能标签。管理员可以利用 NFD 来对具有特定功能的节点进行污点标记,以便只有请求这些功能的 Pod 才能调度到这些节点上。

您还需要一个 NFD 插件,它可以为您的节点添加适当的标签;这些标签可能是通用标签,也可能是特定于供应商的标签。您的 GPU 供应商可能为 NFD 提供第三方插件;有关更多详细信息,请查看他们的文档。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-vector-add
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  # You can use Kubernetes node affinity to schedule this Pod onto a node
  # that provides the kind of GPU that its container needs in order to work
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: "gpu.gpu-vendor.example/installed-memory"
            operator: Gt # (greater than)
            values: ["40535"]
          - key: "feature.node.kubernetes.io/pci-10.present" # NFD Feature label
            values: ["true"] # (optional) only schedule on nodes with PCI device 10
  containers:
    - name: example-vector-add
      image: "registry.example/example-vector-add:v42"
      resources:
        limits:
          gpu-vendor.example/example-gpu: 1 # requesting 1 GPU

GPU 供应商实现

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