Yapay zeka modelleri ve platformları

Büyük Dil Modellerini Kubernetes’de Dağıtmak: Kapsamlı Bir Kılavuz

mm
Unite.AI sitesini Google'daki tercih ettiğiniz kaynaklara ekleyin
Kubernetes and gpu Large Language Models: A Complete Guide

Büyük Dil Modelleri (LLM’ler), insan benzeri metinleri anlamak ve oluşturmak için yeteneklidir, bu nedenle sohbet botları, içerik oluşturma ve dil çevirisi gibi bir dizi uygulama için çok değerlidir.

Ancak, LLM’leri dağıtmak, onların muazzam boyutu ve hesaplama gereksinimleri nedeniyle zor bir görev olabilir. Kubernetes, açık kaynaklı bir konteynır düzenleme sistemi, LLM’leri büyük ölçekte dağıtmak ve yönetmek için güçlü bir çözüm sağlar. Bu teknik blogda, Kubernetes’de LLM’leri dağıtmak için gereken adımları, konteynırlaştırma, kaynak ayırma ve ölçeklenebilirlik gibi çeşitli yönleri kapsayacak şekilde ele alacağız.

Büyük Dil Modellerini Anlamak

LLM’leri dağıtmaya başlamadan önce, kısaca neler olduklarını ve neden bu kadar dikkat çektiğini anlamak önemlidir.

Büyük Dil Modelleri (LLM’ler), geniş metin verisi setleri üzerinde eğitilen bir tür sinir ağı modelidir. Bu modeller, eğitim verisi içindeki kalıpları ve ilişkileri analiz ederek insan benzeri dil oluşturmayı öğrenirler. Popüler LLM örnekleri arasında GPT (Generative Pre-trained Transformer), BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers) ve XLNet bulunur.

LLM’ler, metin oluşturma, dil çevirisi ve soru cevaplama gibi çeşitli NLP görevlerinde उलğanüstü performans göstermiştir. Ancak, onların muazzam boyutu ve hesaplama gereksinimleri dağıtım ve çıkarım için önemli zorluklar oluşturur.

Neden Kubernetes için LLM Dağıtımı?

Kubernetes, konteynırlaşmış uygulamaların dağıtımı, ölçeklenmesi ve yönetimini otomatikleştiren açık kaynaklı bir konteynır düzenleme platformudur. LLM’leri dağıtmak için several avantajlar sağlar, bunlar arasında:

  • Ölçeklenebilirlik: Kubernetes, LLM dağıtımınızı yatay olarak ölçeklemenize olanak tanır, bu da kaynakların optimal şekilde kullanılmasını ve performansı sağlar.
  • Kaynak Yönetimi: Kubernetes, kaynak ayırma ve izolasyonu sağlar, bu da LLM dağıtımınızın gerekli hesaplama, bellek ve GPU kaynaklarına erişebildiğini garantiler.
  • Yüksek Kullanılabilirlik: Kubernetes, kendiliğinden iyileşme, otomatik güncellemeler ve geri almalar için mekanizmalar sağlar, bu da LLM dağıtımınızın yüksek kullanılabilirlik ve dayanıklılık sağlar.
  • Taşıma: Konteynırlaşmış LLM dağıtımları, geniş bir yapılandırma gerektirmeden farklı ortamlar arasında kolayca taşınabilir.
  • Ekosistem ve Topluluk Desteği: Kubernetes, karmaşık uygulamaları dağıtmak ve yönetmek için geniş bir araç, kütüphane ve kaynak yelpazesi sunan büyük ve aktif bir topluluğa sahiptir.

Kubernetes’de LLM Dağıtımı İçin Hazırlık:

Kubernetes’de LLM dağıtmadan önce beberapa ön koşulu dikkate almak önemlidir:

  1. Kubernetes Kümesi: Çalışan bir Kubernetes kümenizin olması gerekir, ya da bir bulut platformunda (örneğin, Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS), Google Kubernetes Engine (GKE) veya Azure Kubernetes Service (AKS)).
  2. GPU Desteği: LLM’ler hesaplama açısından yoğun olduklarından, verimli çıkarım için genellikle GPU hızlandırması gerektirir. Kubernetes kümenizin GPU kaynaklarına erişimi olduğundan emin olun.
  3. Konteynır Kayıt Defteri: LLM Docker görüntülerinizi depolamak için bir konteynır kayıt defterine ihtiyacınız vardır. Popüler seçenekler arasında Docker Hub, Amazon Elastic Container Registry (ECR), Google Container Registry (GCR) veya Azure Container Registry (ACR) bulunur.
  4. LLM Model Dosyaları: İlgili kaynaklardan önceden eğitilmiş LLM model dosyalarını (ağırlıklar, yapılandırma ve tokenleştirici) edinin veya kendi modelinizi eğitin.
  5. Konteynırlaştırma: LLM uygulamanızı Docker veya benzeri bir konteynır çalışma zamanı kullanarak konteynırlaştırın. Bu, LLM kodunuzun, bağımlılıklarının ve model dosyalarının bir Docker görüntüsüne paketlenmesini içerir.

Kubernetes’de LLM Dağıtımı

Ön koşullar yerine getirildiğinde, Kubernetes’de LLM dağıtmaya devam edebilirsiniz. Dağıtım süreci genellikle aşağıdaki adımları içerir:

Docker Görüntüsünü Oluşturma

Docker görüntüsünü, sağlanan Dockerfile kullanarak LLM uygulamanız için oluşturun ve konteynır kayıt defterinize gönderin.

Kubernetes Kaynaklarını Oluşturma

LLM dağıtımı için gerekli Kubernetes kaynaklarını tanımlayın, bunlar arasında Dağıtımlar, Hizmetler, ConfigMaps ve Gizlilikler bulunur. Bu kaynaklar genellikle YAML veya JSON manifestleri kullanılarak tanımlanır.

Kaynak Gereksinimlerini Yapılandırma

LLM dağıtımınız için kaynak gereksinimlerini belirtin, bunlar arasında CPU, bellek ve GPU kaynakları bulunur. Bu, dağıtımınızın gerekli hesaplama kaynaklarına erişebildiğini garantiler.

Kubernetes’e Dağıtma

kubectl komut satırı aracını veya bir Kubernetes yönetim aracı (örneğin, Kubernetes Dashboard, Rancher veya Lens) kullanarak Kubernetes manifestlerini uygulayın ve LLM uygulamanızı dağıtın.

İzleme ve Ölçeklendirme

Kubernetes izleme araçları gibi Prometheus ve Grafana kullanarak LLM dağıtımınızın performansını ve kaynak kullanımını izleyin. Kaynak ayırma veya ölçekleme gereksinimlerine göre ayarlamalar yapın.

Örnek Dağıtım

GPT-3 dil modelini Kubernetes’de dağıtmak için bir örnek ele alalım. Bir Kubernetes kümenizin kurulduğunu ve GPU desteğinin olduğunu varsayalım.

Docker Görüntüsünü Çekme:


<p>docker pull huggingface/text-generation-inference:1.1.0</p>

Kubernetes Dağıtımı Oluşturma:

gpt3-deployment.yaml adlı bir dosya oluşturun ve aşağıdaki içeriği ekleyin:


<p>apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: gpt3-deployment
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: gpt3
template:
metadata:
labels:
app: gpt3
spec:
containers:
- name: gpt3
image: huggingface/text-generation-inference:1.1.0
resources:
limits:
nvidia.com/gpu: 1
env:
- name: MODEL_ID
value: gpt2
- name: NUM_SHARD
value: "1"
- name: PORT
value: "8080"
- name: QUANTIZE
value: bitsandbytes-nf4</p>

Bu dağıtım, gpt3 konteynırının huggingface/text-generation-inference:1.1.0 Docker görüntüsünü kullanarak bir kopyasını çalıştırmak için yapılandırılmıştır. Dağıtım ayrıca, GPT-3 modelini yüklemek ve çıkarım sunucusunu yapılandırmak için必要 olan çevre değişkenlerini ayarlar.

Kubernetes Hizmeti Oluşturma:

gpt3-service.yaml adlı bir dosya oluşturun ve aşağıdaki içeriği ekleyin:


<p>apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: gpt3-service
spec:
selector:
app: gpt3
ports:
- port: 80
targetPort: 8080
type: LoadBalancer</p>

Bu hizmet, gpt3 dağıtımı için 80 numaralı portta bir LoadBalancer hizmeti oluşturur ve çıkarım sunucusunu Kubernetes kümesinden erişilebilir hale getirir.

Kubernetes’e Dağıtma:

kubectl komut satırı aracını kullanarak Kubernetes manifestlerini uygulayın:


<p>kubectl apply -f gpt3-deployment.yaml
kubectl apply -f gpt3-service.yaml</p>

Dağıtımı İzleme:

Dağıtım ilerlemesini izlemek için aşağıdaki komutları kullanın:


<p>kubectl get pods
kubectl logs </p>

Pod çalışıyorsa ve günlükler modelin yüklendiğini ve hazır olduğunu gösteriyorsa, LoadBalancer hizmetinin dış IP adresini alabilirsiniz:


kubectl get service gpt3-service

Dağıtımı Test Etme:

Şimdi, dış IP adresini ve portu kullanarak çıkarım sunucusuna istek gönderebilirsiniz. Örneğin, curl kullanarak:


<p>curl -X POST \
http://:80/generate \
-H 'Content-Type: application/json' \
-d '{"inputs": "The quick brown fox", "parameters": {"max_new_tokens": 50}}'</p>

Bu komut, GPT-3 çıkarım sunucusuna bir metin oluşturma isteği gönderir ve “The quick brown fox” cümlesini 50 ek tokenle devam ettirmesini ister.

İleri Düzey Konular

Kubernetes logo LLM GPU

Önceki örnek, Kubernetes’de LLM dağıtımı için temel bir yaklaşımı gösterir. Ancak, beberapa ileri düzey konu ve consideration vardır:

1. Otomatik Ölçeklendirme

Kubernetes, yatay ve dikey otomatik ölçekleme destekler, bu da LLM dağıtımları için değişken hesaplamalı talepleri nedeniyle faydalıdır. Yatay otomatik ölçekleme, CPU veya bellek kullanımı gibi metriklere bağlı olarak podların (kopyaların) sayısını otomatik olarak ölçeklemenizi sağlar. Dikey otomatik ölçekleme, konteynırlarınızın kaynak taleplerini ve limitlerini dinamik olarak ayarlamanızı sağlar.

Otomatik ölçeklemeyi etkinleştirmek için Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler (HPA) ve Vertical Pod Autoscaler (VPA) kullanabilirsiniz. Bu bileşenler, önceden tanımlanmış kurallar ve eşiklere göre kaynakları otomatik olarak ölçeklemek için dağıtımınızı izler.

2. GPU Planlama ve Paylaşımı

Birden fazla LLM dağıtımı veya diğer GPU yoğun iş yüklerinin aynı Kubernetes kümesinde çalıştığı senaryolarda, verimli GPU kullanımı kritik hale gelir. Kubernetes, GPU cihazları, düğüm seçicileri ve kaynak limitleri gibi çeşitli mekanizmalar sağlar.

Ayrıca, NVIDIA (NVDA ) Multi-Instance GPU (MIG) veya AMD Memory Pool Remapping (MPR) gibi gelişmiş GPU planlama tekniklerini kullanarak GPU’ları sanal olarak ayırabilir ve birden fazla iş yükü arasında paylaşabilirsiniz.

3. Model Paralelliği ve Parçalama

Bazı LLM’ler, özellikle milyarlarca veya trilyonlarca parametreye sahip olanlar, tek bir GPU veya düğümün belleğine sığmayabilir. Bu durumlarda, model paralelliği ve parçalama tekniklerini kullanarak modeli birden fazla GPU veya düğüme dağıtabilirsiniz.

Model paralelliği, model mimarisini farklı bileşenlere (örneğin, kodlayıcı, dekoder) ayırma ve bunları farklı cihazlara dağıtma işlemini içerir. Parçalama, model parametrelerini bölmeyi ve bunları farklı cihazlara veya düğümlere dağıtmayı içerir.

Kubernetes, StatefulSets ve Özel Kaynak Tanımları (CRD) gibi mekanizmalar sağlar, bu da dağıtılmış LLM dağıtımlarını model paralelliği ve parçalama ile yönetmenize olanak tanır.

4. İnce Ayarlama ve Sürekli Öğrenme

Çoğu durumda, önceden eğitilmiş LLM’ler, belirli görevler veya alanlar için performanslarını iyileştirmek amacıyla ince ayarlanmalı veya sürekli olarak eğitilmelidir. Kubernetes, bu süreci, ölçeklenebilir ve dayanıklı bir platform sunarak kolaylaştırır.

Apache Spark veya Kubeflow gibi Kubernetes toplu işleme çerçevelerini kullanarak, LLM modelleriniz üzerinde dağıtılmış ince ayar veya eğitim işlerini çalıştırabilirsiniz. Ayrıca, ince ayarlanmış veya sürekli olarak eğitilmiş modellerinizi, Kubernetes mekanizmaları gibi rolling güncellemeler veya mavi/yeşil dağıtımlar kullanarak çıkarım dağıtımlarınızla entegre edebilirsiniz.

5. İzleme ve Gözlemlenebilirlik

İzleme ve gözlemlenebilirlik, herhangi bir üretim dağıtımı için, LLM dağıtımları da dahil olmak üzere, kritik öneme sahiptir. Kubernetes, Prometheus ve Grafana gibi yerleşik izleme çözümleri sağlar ve popüler gözlemlenebilirlik platformları ile entegre olur.

LLM dağıtımlarınızın çeşitli metriklarını, CPU ve bellek kullanımı, GPU kullanımı, çıkarım gecikmesi ve aktarım hızını izleyebilirsiniz. Ayrıca, LLM modellerinizin davranışını ve performansını anlamak için uygulama düzeyinde günlükleri ve izleri toplamak ve analiz etmek için kullanabilirsiniz.

(HCP )

6. Güvenlik ve Uyum

Bağlamınıza ve dahil edilen verilerin duyarlılığına bağlı olarak, LLM’leri Kubernetes’de dağıtırken güvenlik ve uyum konularını dikkate almanız gerekebilir. Kubernetes, ağ ilkeleri, rol tabanlı erişim kontrolü (RBAC), gizlilik yönetimi ve dış güvenlik çözümleri ile entegrasyon gibi çeşitli güvenlik özelliklerine sahiptir.

Ayrıca, düzenlenmiş endüstrilerde veya duyarlı verileri işlerken, ilgili standartlar ve düzenlemelere (örneğin, GDPR, HIPAA, PCI-DSS) uyumlu olduğunuzdan emin olmanız gerekir.

7. Çoklu Bulut ve Hibritleştirme Dağıtımları

Bu blog gönderisi, tek bir Kubernetes kümesinde LLM dağıtımı üzerine odaklansa da, bazı senaryolarda çoklu bulut veya hibrit dağıtımları dikkate almanız gerekebilir. Kubernetes, farklı bulut sağlayıcıları veya şirket içi veri merkezleri arasında uygulamaları dağıtmak ve yönetmek için tutarlı bir platform sağlar.

KubeFed veya GKE Hub gibi Kubernetes federasyonu veya çoklu küme yönetim araçlarını kullanarak, farklı bulut sağlayıcıları veya hibrit ortamları kapsayan birden fazla Kubernetes kümesi boyunca LLM dağıtımlarını yönetebilir ve düzenleyebilirsiniz.

Bu gelişmiş konular, LLM’leri dağıtmak ve yönetmek için Kubernetes’in esnekliğini ve ölçeklenebilirliğini vurgular.

SONUÇ

Kubernetes’de Büyük Dil Modelleri (LLM’ler) dağıtmak, ölçeklenebilirlik, kaynak yönetimi, yüksek kullanılabilirlik ve taşınabilirlik gibi birçok avantaj sağlar. Bu teknik blogda açıklanan adımları izleyerek, LLM uygulamanızı konteynırlaştırabilir, gerekli Kubernetes kaynaklarını tanımlayabilir ve bir Kubernetes kümesine dağıtabilirsiniz.

Ancak, LLM’leri Kubernetes’de dağıtmak sadece ilk adımdır. Uygulamanız büyüdükçe ve gereksinimleriniz değiştikçe, otomatik ölçekleme, GPU planlaması, model paralelliği, ince ayarlama, izleme, güvenlik ve çoklu bulut dağıtımları gibi gelişmiş konuları keşfetmeniz gerekebilir.

Kubernetes, LLM’leri dağıtmak ve yönetmek için güçlü ve esnek bir platform sağlar, bu da güvenilir, ölçeklenebilir ve güvenli uygulamalar oluşturmanıza olanak tanır.

Son beş yıldır Makine Öğrenimi ve Derin Öğrenme dünyasına kendimi adamış bulunuyorum. Tutkum ve uzmanlığım, özellikle AI/ML'ye odaklanarak 50'den fazla çeşitli yazılım mühendisliği projesine katkıda bulunmama yol açtı. Süregelen meraklılığım da beni Doğal Dil İşleme alanına yöneltti, bu alana daha da derinlemesine girmeye hevesliyim.