Exemples de Ray Hello World pour la CLI d’exécution IA

Important

Cette fonctionnalité est disponible en préversion publique.

Cette page propose un exemple simple et fonctionnel pour chacune des bibliothèques Ray suivantes sur l’exécution IA :

• Ray Core
• Train de rayons
• Données de rayons
• Ray Tune

Prerequisites

L’interface air CLI a été installée et authentifiée. Consultez Installer l’interface CLI d’AI Runtime.

Bootstrap de cluster de rayons

Quand vous soumettez une charge de travail, elle s’exécute command simultanément sur chaque nœud. Pour utiliser Ray sur plusieurs nœuds, le script de démarrage sert NODE_RANK à décider du rôle de chaque nœud. 0 démarre la tête Ray, et tout le reste se joint en tant qu’ouvrier.

Chaque exemple sur cette page utilise un partage ray_bootstrap.sh pour gérer cette configuration. Vous n’avez besoin que d’une seule copie de ce fichier en plus des scripts d’exemple que vous exécutez.

#!/bin/bash
# NODE_RANK=0 is the Ray head: it starts the cluster and runs the entrypoint
# script, then tears the cluster down. Every other rank joins as a worker and
# stays until the head goes away.
#
# The entrypoint to run on the head is passed via RAY_ENTRYPOINT, a path
# relative to CODE_SOURCE_PATH (e.g. "ray_train.py").
set -e

if [ -z "${RAY_ENTRYPOINT:-}" ]; then
    echo "RAY_ENTRYPOINT is not set; expected a script path relative to CODE_SOURCE_PATH." >&2
    exit 1
fi

RAY_HEAD_PORT=6379
GPUS_PER_NODE=${LOCAL_WORLD_SIZE:-1}

if [ "${NODE_RANK:-0}" = "0" ]; then
    echo "NODE_RANK=0: Starting Ray head node with $GPUS_PER_NODE GPU(s)..."
    ray start --head \
        --port=$RAY_HEAD_PORT \
        --num-gpus=$GPUS_PER_NODE \
        --dashboard-host=0.0.0.0

    # Always stop the cluster on exit, even if the entrypoint fails.
    trap 'ray stop' EXIT

    echo "Ray head node started. Running $RAY_ENTRYPOINT..."
    python "$CODE_SOURCE_PATH/$RAY_ENTRYPOINT"
else
    echo "NODE_RANK=$NODE_RANK: Connecting to Ray head at $MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT..."
    # Retry loop to wait for head to be ready. Note: omit --block, since it runs
    # forever and the head's `ray stop` only tears down local processes, leaving
    # the worker stuck. Without --block, `ray start` returns once this node joins
    # and we control our own exit below.
    joined=""
    for i in $(seq 1 12); do
        if ray start --address="$MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT" --num-gpus=$GPUS_PER_NODE 2>/dev/null; then
            joined=1
            break
        fi
        echo "Attempt $i failed, retrying in 5s..."
        sleep 5
    done
    if [ -z "$joined" ]; then
        echo "Worker failed to join the Ray head after all retries; aborting." >&2
        exit 1
    fi

    # `ray health-check` exits non-zero once the head runs `ray stop`, letting
    # this worker exit so the whole job can terminate. The counter backstops
    # against a hang.
    echo "Worker joined; waiting for the head to finish its work..."
    for _ in $(seq 1 360); do
        if ! ray health-check --address "$MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT" 2>/dev/null; then
            break
        fi
        sleep 5
    done
    echo "Head is no longer healthy; stopping local Ray and exiting."
    ray stop
fi

Chaque exemple de YAML invoque le bootstrap en définissant RAY_ENTRYPOINT et appelant ray_bootstrap.sh:

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_train.py bash ray_bootstrap.sh

LOCAL_WORLD_SIZE est défini par l’exécution IA au nombre de GPU sur chaque nœud, donc GPUS_PER_NODE s’adapte automatiquement au type de GPU que vous demandez. MASTER_ADDR est défini par AI Runtime sur l’adresse IP du nœud principal, que les travailleurs utilisent pour localiser et rejoindre le cluster Ray.

Ray Core

L’exemple montre comment planifier le travail sur chaque GPU du cluster en utilisant @ray.remote(num_gpus=1), qui demande à Ray de placer chaque tâche sur un GPU séparé. Chaque tâche rapporte sur quel nœud et quelle carte graphique physique elle a atterri, confirmant que les tâches étaient réparties entre les nœuds plutôt que sur un seul.

Charge de travail YAML

ray_core.yaml demande 2 nœuds avec 1 GPU A10 chacun (GPU_1xA10), portant le cluster à un total de 2 GPU :

experiment_name: ray-core-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[default]

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_core.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15
env_variables:
  NCCL_DEBUG: INFO

Script

ray_core.py dépêche une tâche par GPU. Parce que Ray se fixe CUDA_VISIBLE_DEVICES sur le GPU unique assigné à chaque tâche, il current_device() retourne toujours 0. Le script utilise ray.get_gpu_ids() et CUDA_VISIBLE_DEVICES pour rapporter l’affectation physique réelle :

@ray.remote(num_gpus=1)
def hello_from_gpu():
    node_rank = os.environ.get("NODE_RANK", "?")
    ray_gpu_ids = ray.get_gpu_ids()
    visible = os.environ.get("CUDA_VISIBLE_DEVICES", "")
    gpu_name = subprocess.run(
        ["nvidia-smi", "--query-gpu=name", "--format=csv,noheader"],
        capture_output=True, text=True, check=True,
    ).stdout.strip()
    return f"Hello from node {node_rank} | Ray GPU id {ray_gpu_ids} | CUDA_VISIBLE_DEVICES={visible} | {gpu_name}"

total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
futures = [hello_from_gpu.remote() for _ in range(total_gpus)]
results = ray.get(futures)

L’écriture complète est en scripts complets à la fin de cette page.

Soumettre l’exécution

air run -f ray_core.yaml --watch

Train de rayons

L’exemple entraîne une petite MLP sur des données synthétiques. prepare_model déplace le modèle sur le GPU du travailleur et l’enveloppe dans DDP. prepare_data_loader Ajoute un DistributedSampler So à chaque travailleur qui voit un fragment différent des données, et ray.train.report affiche les métriques par époque vers le pilote.

Charge de travail YAML

ray_train.yaml demande 2 nœuds avec 1 GPU A10 chacun. ray[train] Installe les bonus de Ray Train :

experiment_name: ray-train-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[train]
    - torch

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_train.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15
env_variables:
  NCCL_DEBUG: INFO

Script d’entraînement

ray_train.py définit une boucle d’entraînement par travailleur et configure TorchTrainer pour utiliser tous les GPU du cluster :

def train_loop_per_worker(config):
    model = nn.Sequential(nn.Linear(128, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 10))
    model = prepare_model(model)  # DDP wrap + move to this worker's GPU

    x = torch.randn(1024, 128)
    y = torch.randint(0, 10, (1024,))
    loader = DataLoader(TensorDataset(x, y), batch_size=64, shuffle=True)
    loader = prepare_data_loader(loader)  # adds DistributedSampler

    for epoch in range(config["epochs"]):
        ...
        ray.train.report({"epoch": epoch, "loss": epoch_loss / len(loader)})

trainer = TorchTrainer(
    train_loop_per_worker,
    train_loop_config={"lr": 1e-3, "epochs": 5},
    scaling_config=ScalingConfig(num_workers=total_gpus, use_gpu=True),
)
result = trainer.fit()

L’écriture complète est en scripts complets à la fin de cette page.

Soumettre l’exécution

air run -f ray_train.yaml --watch

Données de rayons

L’exemple construit un pipeline synthétique : un par ligne map ajoute des caractéristiques dérivées, a filter ne conserve que les lignes paires, et a map_batches applique une transformée NumPy vectorisée. Appeler count() et sum() à la fin déclenche l’exécution.

Charge de travail YAML

ray_data.yaml demande 2 nœuds. Les clusters CPU/GPU hétérogènes ne sont pas encore pris en charge dans Ray Data on AI Runtime, donc cet exemple conserve la chaîne sur les CPU. Le GPU_1xA10 type de nœud détermine la taille du cluster :

experiment_name: ray-data-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[data]

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_data.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15

Script de traitement

ray_data.py définit un pipeline en trois étapes et imprime les résultats agrégés :

ds = ray.data.range(10_000)

def add_features(row):
    n = row["id"]
    return {"id": n, "squared": n * n, "is_even": n % 2 == 0}

def scale_batch(batch):
    batch["scaled"] = batch["squared"] * 0.001
    return batch

# Ray executes these stages in parallel across the cluster.
ds = ds.map(add_features)
ds = ds.filter(lambda row: row["is_even"])
ds = ds.map_batches(scale_batch, batch_format="numpy")

print(f"Pipeline produced {ds.count()} rows")
print(f"Sum of scaled feature: {ds.sum('scaled'):.2f}")

L’écriture complète est en scripts complets à la fin de cette page.

Soumettre l’exécution

air run -f ray_data.yaml --watch

Ray Tune

L’exemple fait tourner 8 essais, 4 à la fois sur 4 GPU. Chaque essai entraîne une petite MLP sur des données synthétiques avec une combinaison échantillonnée de taux d’apprentissage, taille cachée et taille du lot.

Charge de travail YAML

ray_tune.yaml demande 4 nœuds avec 1 GPU A10 chacun, donnant 4 GPU pour jusqu’à 4 essais simultanés :

experiment_name: ray-tune-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[tune]
    - torch

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 4
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_tune.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 30

Script d’accordage

ray_tune.py configure l’espace de recherche et lance 8 essais avec ASHA, ce qui empêche les essais sous-performants tôt :

tuner = tune.Tuner(
    tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}),
    param_space={
        "lr": tune.loguniform(1e-4, 1e-1),
        "hidden_size": tune.choice([64, 128, 256]),
        "batch_size": tune.choice([32, 64, 128]),
    },
    tune_config=tune.TuneConfig(
        metric="loss",
        mode="min",
        scheduler=ASHAScheduler(max_t=20, grace_period=3, reduction_factor=2),
        num_samples=8,
    ),
)
results = tuner.fit()
best = results.get_best_result("loss", "min")
print(f"Best config: {best.config}")

tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}) réserve une carte graphique par essai. Avec 4 GPU, Ray Tune exécute 4 essais à la fois et commence le lot suivant à la fin des essais. L’écriture complète est en scripts complets à la fin de cette page.

Soumettre l’exécution

air run -f ray_tune.yaml --watch

Inspecter une descente

Après la soumission, vous pouvez vérifier le statut et les journaux de diffusion :

air get run <run-id>
air logs <run-id>

air logs diffuse par défaut depuis le nœud 0, qui est là où le pilote Ray s’exécute. Pour voir les journaux d’un nœud travailleur, passer --node 1, --node 2, et ainsi de suite.

Étapes suivantes

• Entraînement distribué avec Ray Train
• Inférence par lots avec Ray Data et vLLM
• Installer l’interface CLI d’AI Runtime
• Référence YAML de la charge de travail

Scripts complets

ray_core.py

"""Ray Core remote-task example on AI Runtime.

Dispatches one @ray.remote task per GPU across the cluster. Each task prints
which node and physical GPU it was assigned to, confirming tasks reached every
node. Run after ray_bootstrap.sh has started the cluster.
"""

import os
import subprocess
import time

import ray

ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
gpus_per_node = int(os.environ.get("LOCAL_WORLD_SIZE", 1))
expected_gpus = num_nodes * gpus_per_node

for _ in range(30):
    if len(ray.nodes()) >= num_nodes and ray.cluster_resources().get("GPU", 0) >= expected_gpus:
        break
    time.sleep(2)

total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < expected_gpus:
    raise SystemExit(
        f"Expected {expected_gpus} GPU(s) but Ray only sees {total_gpus}; " "check GPU discovery on all nodes."
    )

print(f"Ray cluster ready: {len(ray.nodes())} node(s), {total_gpus} GPU(s)")
print(f"Cluster resources: {ray.cluster_resources()}\n")


@ray.remote(num_gpus=1)
def hello_from_gpu():
    node_rank = os.environ.get("NODE_RANK", "?")
    # Ray sets CUDA_VISIBLE_DEVICES to the single assigned GPU, so
    # current_device() always returns 0. Report the physical GPU via
    # nvidia-smi and the Ray GPU ID instead.
    ray_gpu_ids = ray.get_gpu_ids()
    visible = os.environ.get("CUDA_VISIBLE_DEVICES", "")
    gpu_name = subprocess.run(
        ["nvidia-smi", "--query-gpu=name", "--format=csv,noheader"],
        capture_output=True,
        text=True,
        check=True,
    ).stdout.strip()
    return f"Hello from node {node_rank} | Ray GPU id {ray_gpu_ids} | CUDA_VISIBLE_DEVICES={visible} | {gpu_name}"


print(f"Launching {total_gpus} task(s), one per GPU across the cluster...")
futures = [hello_from_gpu.remote() for _ in range(total_gpus)]
results = ray.get(futures)

for r in results:
    print(r)

ray.shutdown()

ray_train.py

"""Ray Train distributed training example on AI Runtime.

Trains a small MLP on synthetic data with one training worker per GPU using
Ray Train's TorchTrainer. Ray Train places the workers across the cluster
(one per GPU) and wires up torch.distributed; the per-worker train loop just
uses `ray.train.torch` helpers to move the model/data to the right device.
"""

import os

import ray
import torch
import torch.nn as nn
from ray.train import ScalingConfig
from ray.train.torch import TorchTrainer, prepare_data_loader, prepare_model
from torch.utils.data import DataLoader, TensorDataset

# Connect to the cluster started by ray_bootstrap.sh.
ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < 1:
    raise SystemExit("No GPUs registered with Ray; check GPU discovery on the cluster.")
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {total_gpus} GPU(s) available")
print(f"Launching a Ray Train run with {total_gpus} worker(s), one per GPU\n")


def train_loop_per_worker(config):
    """Runs on each Ray Train worker; one worker is pinned to one GPU."""
    # prepare_model wraps the model in DDP and moves it to this worker's GPU.
    model = nn.Sequential(nn.Linear(128, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 10))
    model = prepare_model(model)

    x = torch.randn(1024, 128)
    y = torch.randint(0, 10, (1024,))
    loader = DataLoader(TensorDataset(x, y), batch_size=64, shuffle=True)
    # prepare_data_loader shards the data across workers and moves batches to the GPU.
    loader = prepare_data_loader(loader)

    optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=config["lr"])
    loss_fn = nn.CrossEntropyLoss()

    for epoch in range(config["epochs"]):
        model.train()
        epoch_loss = 0.0
        for inputs, labels in loader:
            optimizer.zero_grad()
            loss = loss_fn(model(inputs), labels)
            loss.backward()
            optimizer.step()
            epoch_loss += loss.item()
        # ray.train.report surfaces metrics back to the driver.
        ray.train.report({"epoch": epoch, "loss": epoch_loss / len(loader)})


trainer = TorchTrainer(
    train_loop_per_worker,
    train_loop_config={"lr": 1e-3, "epochs": 5},
    scaling_config=ScalingConfig(num_workers=total_gpus, use_gpu=True),
)

result = trainer.fit()
# result.metrics holds the last reported dict (may be None if nothing was
# reported on the final iteration); fall back to a plain message.
print(f"\nTraining finished. Final metrics: {result.metrics or 'see per-worker logs above'}")

ray.shutdown()

ray_data.py

"""Ray Data distributed preprocessing example on AI Runtime.

Builds a Ray Dataset and runs a distributed map / map_batches / filter
pipeline across CPU actors spread over the cluster. On AI Runtime, Ray Data
runs on CPU actors (heterogeneous CPU/GPU clusters are not supported yet), so
this example deliberately keeps the transforms on CPU. The common shape is Ray
Data preprocessing feeding into a Ray Train run.
"""

import os

import ray

# Connect to the cluster started by ray_bootstrap.sh.
ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
num_cpus = int(ray.cluster_resources().get("CPU", 0))
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {num_cpus} CPU(s) available")

# A simple synthetic dataset; range() produces a distributed Ray Dataset.
ds = ray.data.range(10_000)


def add_features(row):
    """Per-row transform, runs distributed across CPU tasks."""
    n = row["id"]
    return {"id": n, "squared": n * n, "is_even": n % 2 == 0}


def scale_batch(batch):
    """Vectorized per-batch transform (numpy), more efficient than per-row."""
    batch["scaled"] = batch["squared"] * 0.001
    return batch


# Distributed pipeline: map -> filter -> map_batches, then aggregate.
ds = ds.map(add_features)
ds = ds.filter(lambda row: row["is_even"])
ds = ds.map_batches(scale_batch, batch_format="numpy")

count = ds.count()
total = ds.sum("scaled")
print(f"\nPipeline produced {count} rows (even numbers only)")
print(f"Sum of scaled feature: {total:.2f}")
print("\nSample of 5 processed rows:")
for row in ds.take(5):
    print(f"  {row}")

ray.shutdown()

ray_tune.py

"""Ray Tune hyperparameter search example on AI Runtime.

Runs 8 trials across all available GPUs in the cluster (one GPU per trial).
Uses ASHA scheduler to prune unpromising trials early.
"""

import os
import ray
import torch
import torch.nn as nn
from ray import tune
from ray.tune.schedulers import ASHAScheduler

ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < 1:
    raise SystemExit("No GPUs registered with Ray; check GPU discovery on the cluster.")
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {total_gpus} GPU(s) available")
print(f"Running 8 trials with up to {total_gpus} in parallel\n")


def train_fn(config):
    """Single trial: trains a small MLP on synthetic data for one GPU."""
    device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

    model = nn.Sequential(
        nn.Linear(128, config["hidden_size"]),
        nn.ReLU(),
        nn.Linear(config["hidden_size"], 10),
    ).to(device)

    optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=config["lr"])
    loss_fn = nn.CrossEntropyLoss()

    for epoch in range(20):
        x = torch.randn(config["batch_size"], 128, device=device)
        y = torch.randint(0, 10, (config["batch_size"],), device=device)

        optimizer.zero_grad()
        loss = loss_fn(model(x), y)
        loss.backward()
        optimizer.step()

        tune.report({"loss": loss.item(), "epoch": epoch})


tuner = tune.Tuner(
    tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}),
    param_space={
        "lr": tune.loguniform(1e-4, 1e-1),
        "hidden_size": tune.choice([64, 128, 256]),
        "batch_size": tune.choice([32, 64, 128]),
    },
    tune_config=tune.TuneConfig(
        metric="loss",
        mode="min",
        scheduler=ASHAScheduler(max_t=20, grace_period=3, reduction_factor=2),
        num_samples=8,
    ),
)

results = tuner.fit()
best = results.get_best_result("loss", "min")
print(f"\nBest config: {best.config}")
print(f"Best loss:   {best.metrics['loss']:.4f}")

ray.shutdown()