调度 GPU

配置和调度 GPU,供集群中的节点作为资源使用。
功能状态: Kubernetes v1.26 [stable]

Kubernetes 通过设备插件,在集群的不同节点上支持管理 AMD 和 NVIDIA GPU(图形处理单元)的稳定功能。

本页面描述了用户如何使用 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,以允许 Pod 访问 GPU 等专用硬件功能。

作为管理员,你必须在节点上安装相应硬件供应商的 GPU 驱动程序,并运行 GPU 供应商的相应设备插件。以下是一些供应商说明的链接

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

你可以通过请求自定义 GPU 资源来在容器中使用这些 GPU,这与你请求 cpumemory 的方式相同。但是,在指定自定义设备的资源需求时存在一些限制。

GPU 仅应在 limits 部分中指定,这意味着

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

以下是请求 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,那么你可以使用节点标签和节点选择器来将 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;如果你愿意,可以使用不同的标签键。

自动节点标签

作为管理员,你可以通过部署 Kubernetes 节点特征发现 (NFD) 自动发现并标记所有支持 GPU 的节点。NFD 会检测 Kubernetes 集群中每个节点上可用的硬件特征。通常,NFD 被配置为将这些特征作为节点标签公布,但 NFD 也可以添加扩展资源、注解和节点污点。NFD 与所有受支持的 Kubernetes 版本兼容。默认情况下,NFD 会为检测到的特征创建特征标签。管理员可以利用 NFD 对具有特定特征的节点添加污点,以便只有请求这些特征的 Pod 才能调度到这些节点上。

你还需要一个 NFD 插件,用于为节点添加适当的标签;这些标签可以是通用标签,也可以是供应商特定的标签。你的 GPU 供应商可能会提供 NFD 的第三方插件;请查阅其文档以获取更多详细信息。

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

本页面上的项目涉及提供 Kubernetes 所需功能的第三方产品或项目。Kubernetes 项目作者不对这些第三方产品或项目负责。有关更多详细信息,请参阅 CNCF 网站指南

在提议添加额外第三方链接的更改之前,你应该阅读内容指南

上次修改时间:2024 年 9 月 20 日晚上 8:33 (PST):更新 AMD GPU 设备插件的链接 (8f2d5571cc)