--- content_type: concept title: 调度 GPUs description: 配置和调度 GPU 成一类资源以供集群中节点使用。 --- {{< feature-state state="beta" for_k8s_version="v1.10" >}} Kubernetes 支持对节点上的 AMD 和 NVIDIA GPU (图形处理单元)进行管理,目前处于**实验**状态。 本页介绍用户如何在不同的 Kubernetes 版本中使用 GPU,以及当前存在的一些限制。 ## 使用设备插件 {#using-device-plugins} Kubernetes 实现了{{< glossary_tooltip text="设备插件(Device Plugins)" term_id="device-plugin" >}} 以允许 Pod 访问类似 GPU 这类特殊的硬件功能特性。 作为集群管理员,你要在节点上安装来自对应硬件厂商的 GPU 驱动程序,并运行 来自 GPU 厂商的对应的设备插件。 * [AMD](#deploying-amd-gpu-device-plugin) * [NVIDIA](#deploying-nvidia-gpu-device-plugin) 当以上条件满足时,Kubernetes 将暴露 `amd.com/gpu` 或 `nvidia.com/gpu` 为 可调度的资源。 你可以通过请求 `.com/gpu` 资源来使用 GPU 设备,就像你为 CPU 和内存所做的那样。 不过,使用 GPU 时,在如何指定资源需求这个方面还是有一些限制的: - GPUs 只能设置在 `limits` 部分,这意味着: * 你可以指定 GPU 的 `limits` 而不指定其 `requests`,Kubernetes 将使用限制 值作为默认的请求值; * 你可以同时指定 `limits` 和 `requests`,不过这两个值必须相等。 * 你不可以仅指定 `requests` 而不指定 `limits`。 - 容器(以及 Pod)之间是不共享 GPU 的。GPU 也不可以过量分配(Overcommitting)。 - 每个容器可以请求一个或者多个 GPU,但是用小数值来请求部分 GPU 是不允许的。 ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: cuda-vector-add spec: restartPolicy: OnFailure containers: - name: cuda-vector-add # https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/v1.7.11/test/images/nvidia-cuda/Dockerfile image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1" resources: limits: nvidia.com/gpu: 1 # requesting 1 GPU ``` ### 部署 AMD GPU 设备插件 {#deploying-amd-gpu-device-plugin} [官方的 AMD GPU 设备插件](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin) 有以下要求: - Kubernetes 节点必须预先安装 AMD GPU 的 Linux 驱动。 如果你的集群已经启动并且满足上述要求的话,可以这样部署 AMD 设备插件: ```shell kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin/r1.10/k8s-ds-amdgpu-dp.yaml ``` 你可以到 [RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin) 项目报告有关此设备插件的问题。 ### 部署 NVIDIA GPU 设备插件 {#deploying-nvidia-gpu-device-plugin} 对于 NVIDIA GPUs,目前存在两种设备插件的实现: #### 官方的 NVIDIA GPU 设备插件 [官方的 NVIDIA GPU 设备插件](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin) 有以下要求: - Kubernetes 的节点必须预先安装了 NVIDIA 驱动 - Kubernetes 的节点必须预先安装 [nvidia-docker 2.0](https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker) - Docker 的[默认运行时](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin#preparing-your-gpu-nodes)必须设置为 nvidia-container-runtime,而不是 runc - NVIDIA 驱动版本 ~= 384.81 如果你的集群已经启动并且满足上述要求的话,可以这样部署 NVIDIA 设备插件: ```shell kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/NVIDIA/k8s-device-plugin/1.0.0-beta4/nvidia-device-plugin.yml ``` 请到 [NVIDIA/k8s-device-plugin](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin)项目报告有关此设备插件的问题。 #### GCE 中使用的 NVIDIA GPU 设备插件 [GCE 使用的 NVIDIA GPU 设备插件](https://github.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/tree/master/cmd/nvidia_gpu) 并不要求使用 nvidia-docker,并且对于任何实现了 Kubernetes CRI 的容器运行时,都应该能够使用。这一实现已经在 [Container-Optimized OS](https://cloud.google.com/container-optimized-os/) 上进行了测试,并且在 1.9 版本之后会有对于 Ubuntu 的实验性代码。 你可以使用下面的命令来安装 NVIDIA 驱动以及设备插件: ``` # 在 COntainer-Optimized OS 上安装 NVIDIA 驱动: kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/stable/daemonset.yaml # 在 Ubuntu 上安装 NVIDIA 驱动 (实验性质): kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/stable/nvidia-driver-installer/ubuntu/daemonset.yaml # 安装设备插件: kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/release-1.12/cluster/addons/device-plugins/nvidia-gpu/daemonset.yaml ``` 请到 [GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators](https://github.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators) 报告有关此设备插件以及安装方法的问题。 关于如何在 GKE 上使用 NVIDIA GPUs,Google 也提供自己的[指令](https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/how-to/gpus)。 ## 集群内存在不同类型的 GPU 如果集群内部的不同节点上有不同类型的 NVIDIA GPU,那么你可以使用 [节点标签和节点选择器](/zh/docs/tasks/configure-pod-container/assign-pods-nodes/) 来将 pod 调度到合适的节点上。 例如: ```shell # 为你的节点加上它们所拥有的加速器类型的标签 kubectl label nodes accelerator=nvidia-tesla-k80 kubectl label nodes accelerator=nvidia-tesla-p100 ``` ## 自动节点标签 {#node-labeller} 如果你在使用 AMD GPUs,你可以部署 [Node Labeller](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin/tree/master/cmd/k8s-node-labeller), 它是一个 {{< glossary_tooltip text="控制器" term_id="controller" >}}, 会自动给节点打上 GPU 属性标签。目前支持的属性: * 设备 ID (-device-id) * VRAM 大小 (-vram) * SIMD 数量(-simd-count) * 计算单位数量(-cu-count) * 固件和特性版本 (-firmware) * GPU 系列,两个字母的首字母缩写(-family) * SI - Southern Islands * CI - Sea Islands * KV - Kaveri * VI - Volcanic Islands * CZ - Carrizo * AI - Arctic Islands * RV - Raven 示例: ```shell kubectl describe node cluster-node-23 ``` ``` Name: cluster-node-23 Roles: Labels: beta.amd.com/gpu.cu-count.64=1 beta.amd.com/gpu.device-id.6860=1 beta.amd.com/gpu.family.AI=1 beta.amd.com/gpu.simd-count.256=1 beta.amd.com/gpu.vram.16G=1 beta.kubernetes.io/arch=amd64 beta.kubernetes.io/os=linux kubernetes.io/hostname=cluster-node-23 Annotations: kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0 ...... ``` 使用了 Node Labeller 的时候,你可以在 Pod 的规约中指定 GPU 的类型: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: cuda-vector-add spec: restartPolicy: OnFailure containers: - name: cuda-vector-add # https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/v1.7.11/test/images/nvidia-cuda/Dockerfile image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1" resources: limits: nvidia.com/gpu: 1 nodeSelector: accelerator: nvidia-tesla-p100 # or nvidia-tesla-k80 etc. ``` 这能够保证 Pod 能够被调度到你所指定类型的 GPU 的节点上去。