Ієрархія пам'яті ТПУ суттєво впливає на фрагментацію пам'яті в JAX, впливаючи на те, як зберігаються та доступні дані під час обчислень. TPU мають складну ієрархію пам'яті, яка включає в себе пам'ять високої пропускної здатності (HBM), векторну пам'ять (VMEM), скалярну пам'ять та пам'ять акумулятора. Ця ієрархія розроблена для оптимізації продуктивності шляхом мінімізації передач даних між різними рівнями пам'яті, що може зменшити фрагментацію пам'яті.
Фрагментація пам'яті в JAX на TPU:
1. Макет даних та розподіл пам'яті: JAX виділяє пам'ять на цільовому пристрої (TPU), а не в хост -оперативній пам’яті. Ефективний макет даних має вирішальне значення для мінімізації фрагментації пам'яті. Тенсори прокладки, щоб відповідати, зручним для TPU розмірів, можуть допомогти зменшити фрагментацію, забезпечуючи розподіл пам'яті в суміжних блоках, якими легше керувати та повторно використовувати [1] [4].
2. Статичні форми та компіляція JIT: JAX вимагає статичних форм при використанні `jax.jit`, що допомагає компілятору оптимізувати використання пам'яті та зменшити фрагментацію, уникаючи динамічних розподілів пам'яті під час виконання. Ця статична оптимізація гарантує, що пам'ять виділяється ефективно та послідовно, зменшуючи ймовірність фрагментації [6].
3. Використання ієрархії пам'яті: Використовуючи різні рівні пам'яті в TPU, JAX може оптимізувати шаблони доступу до даних. Наприклад, використання VMEM для високошвидкісного доступу до даних під час виконання ядра зменшує потребу в частих переказах до HBM та з HBM, що може призвести до фрагментації пам'яті, якщо не керуватися належним чином [5].
.
Підсумовуючи, ієрархія пам'яті TPU впливає на фрагментацію пам'яті в JAX, забезпечуючи основу для ефективного розподілу пам'яті та доступу до даних. Оптимізуючи макет даних, використовуючи статичні форми та використовуючи методи паралельної обробки, розробники можуть мінімізувати фрагментацію пам'яті та підвищити загальну продуктивність на ТПУ.
Цитати:[1] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381956/tpu-computation-strategies
[2] https://jax.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[3] https://jax-ml.github.io/scaling-book/tpus/
[4] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-practices
[5] https://docs.jax.dev/en/latest/pallas/tpu/details.html
[6] https://news.ycombinator.com/item?id=29128998
[7] https://jax.readthedocs.io/en/latest/pallas/tpu/distributed.html
[8] https://github.com/google/jax/discussions/12071