另一种开源：OpenAI 介绍深度学习基础设施

 来源：OpenAI

作者：Vicki Cheung、Jonas Schneider、Ilya Sutskever 和 Greg Brockman

译者：闻菲、胡祥杰

【新智元导读】OpenAI 昨天在博客发文，结合实例，介绍了 OpenAI 进行深度学习研究时采用的基础设施配置，并且提供了相关开源代码。文章激起了很多反响，其中也有负面评论，比如有用户在 Hacker News 指出，OpenAI 博文只提供了“训练”部分的细节，称不“深度学习基础设施”。不过，相对于软硬件开源，OpenAI 从另一个侧面，对深度学习模型的实际部署提供了帮助。下文是对 OpenAI 官方博文的编译。

深度学习是一门实践科学，而拥有好的基础设施对项目进展有着事半功倍的效果。所幸，如今的开源生态系统，让每个人都能够搭建很好的深度学习基础设施。

在这篇文章里，我们将分享深度学习研究进展，描述我们选择使用的基础设施，并且开源一个 Kubernetes 批处理优化缩放管理器（Scaling Manager），希望对你进行深度学习有用。

实例：Improved Techniques for Training GANs

深度学习项目一般从想法开始，先在小问题上测试。这个阶段，你希望快速运行实验，理想情况下，最好在屏幕上跑代码，不出一个小时就能得到结果。

要让模型真的跑起来，必须要在可以预想的每一步都想好，并且针对局限制定预防措施。（这就跟搭建软件系统一样，必须跑很多次代码才能了解软件如何运作。）

你必须从每个角度审视你的模型，从而了解模型实际上学到了什么。例如 Dario Amodei 这个游戏里的强化学习代理（负责控制右边的平板），它取得了高分，但仔细观察发现，它其实只是停在一处而已（详见 https://openai.com/blog/infrastructure-for-deep-learning/?ref=mybridge.co）。

因此，深度学习基础设施必须使用户灵活反思模型，只是得到摘要统计数据是不够的。

一旦模型显示出足够的潜力，你就应该把它放大到更大型的数据库和更多GPU上运行。这个有时候需要花上好几天的时间。你需要仔细进行试验管理，对选择的超参数范围尤其经心才行。

研究早期阶段是没有规律的，时间过得很快；而后期则是一丝不苟，某种程度上说有些艰苦，但这些都是取得理想结果必须付出的。

软件

我们研究中的绝大部分代码都是用Python写成，这在我们的开源项目中已经有所体现。我们的GPU计算大部分使用的是TensorFlow，在特定的例子中，会使用Theano。CPU的计算，除了使用以上提到的，我们还使用Numpy。研究者有时候也会使用高水平的框架，比如Keras。

和大多数深度学习社区一样，我们使用Python2.7。我们通常会使用Anaconda，它在打包上较为方便，特别是针对一些难以打包的工具，比如针对科学数据库的OpenCV和Performance Optimizations。

硬件

对于一个理想的批量作业，集群中的节点数量增加1倍，可以把工作时间减半。不巧的是，在深度学习中，人们经常看到，虽然GPU增多，但是增速却没有多大提升。所以，顶尖的性能要求有最顶级的GPU。我们还使用一个大量的CPU，用于模拟器和增强学习环境，或者小型的模型中。

AWS 非常慷慨，同意送给我们大量的计算。我们正在CPU的例子和水平扩展的GPU中使用它们。我们也在运营自己的实体服务器，主要跑TitanX GPU，我们希望能有一个混合的云，可以长期使用：用不同的GPU、互联和其他技术进行试验，这对深度学习的未来是很重要的。

条款

我们对待基础设施就像许多公司对待产品一样：它必须代表一个简单的交互，并且，可用性是一个重要的 功能。我们使用一系列连续的工具来管理我们所有的服务器，尽可能同等地安装它们。

我们使用Terraform来设置自己的AWS云资源（比如，网络路线，DNS记录等等）。我们的云和实体节点运行Ubuntu，和Chef一起安装。为了获得更快的注册速度，我们使用Packer来预先bake集群AMI。我们所有的集群使用的都是非重叠的IP，这些集群在公共互联网上，使用我们研究员笔记本的OpenVPN实现互联，在实体节点上使用的则是StrongSwan。

我们会存贮人们的主目录、数据集以及NFS、EFS/S3上的结果。

编配（Orchestration）

可扩展的基础设施通常最后都会让简单的事情变得更困难。我们在小型和大型任务中的基础设施上都付出了相同的努力，我们也在积极地巩固自己的工具包，让分布式的使用案例与局部性的一样可获取。

我们提供了一系列SSH节点（有的包括GPU,有的没有），可用于专用的实验和运行Kubernetes，这是我们针对实体和AWS节点的集群计划。我们的集群跨越了3个AWS区域——我们的工作充满了突发性，所以有时候，我们会在扩展个人区域的能力。

Kubernetes 要求每一个任务狗咬变成一个 Docker容器，使得我们可以获得独立的位置和代码快照。但是，建立一个新的Docker 容器，会在研究者的循环周期中增加额外的时间，所以我们提供了一个工具，来透明地把代码从研究者的笔记本电脑转移到标准图像中。

我们直接向研究者的笔记本公开了Kubernetes的flannel网络，让用户可以通过网络无缝地进入自己正在运行的工作。这对进入监测服务器，比如TensorBoard特别有用。

kubernetes-ec2-autoscaler

代码：https://github.com/openai/kubernetes-ec2-autoscaler

编译来源：Infrastructure for Deep Learning

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