사례3건

3건 중 1~3번째

1. IL-0127 Llama 3 405B 사전 학습 54일 동안 학습 작업이 예기치 않게 419번 중단되었고, 주된 원인은 GPU 와 HBM3 메모리 고장이었다

   Meta2024

   증상

   Meta 는 최대 16K 개의 H100 GPU 로 Llama 3 405B 를 사전 학습했다. 54일 동안의 기록에서 학습 작업은 모두 466번 중단되었고, 그중 419번이 예기치 않은 중단이었다. 나머지 47번은 펌웨어 업그레이드 같은 자동 유지보수나, 설정과 데이터셋 갱신 같은 운영자 작업에 따른 계획된 중단이었다.

   학습 작업 실패GPU 인식 불가NCCL 타임아웃

   원인

   하드웨어 고장

   구성 요소

   GPU 하드웨어·메모리NCCLPyTorch

   기여 요인

   단일 장애점

   감지

   PyTorch 의 NCCL flight recorder 가 모든 통신 이벤트와 집합 연산마다 걸린 시간을 링 버퍼에 기록했고, NCCLX 워치독이나 하트비트 타임아웃이 나면 추적 데이터를 자동으로 덤프했다. NCCLX 는 통신 라이브러리 상태를 감시하다가 멈춤을 감지하면 자동으로 타임아웃시켰고, 실패한 집합 연산의 내부 상태 스냅샷을 남겼다. 느린 GPU 는 의심스러운 통신에 우선순위를 매겨 보여 주는 도구로 찾았다. 대개 상위 몇 개만 조사해도 찾아낼 수 있었다.

   조치

   • 대부분의 중단은 자동화가 처리했고, 사람이 크게 손을 대야 했던 것은 54일 동안 세 번뿐이었다.

   후속 조치

   • 작업 시작 시간과 체크포인트 시간을 줄였다.
   • PyTorch 의 NCCL flight recorder 로 모든 통신 이벤트와 집합 연산 시간을 기록하고, NCCLX 워치독이나 하트비트 타임아웃이 나면 추적 데이터를 자동으로 덤프하게 했다.
   • 계산이 많이 드는 추적과 메타데이터 수집은 운영 중에 필요할 때만 켜게 했다. 켜고 끄는 일은 코드를 배포하거나 작업을 재시작하지 않고 온라인 설정 변경으로 하게 했다.
   • PyTorch 가 NCCLX 의 내부 상태에 접근하게 해 멈춤을 더 빨리 감지하고 멈춘 위치를 찾게 했다. 실패한 집합 연산의 끝난 전송과 남은 전송은 스냅샷으로 남기게 했다.

   교훈

   동기식 학습은 GPU 하나의 고장에도 작업 전체가 멈출 수 있어 고장에 약하다. 하드웨어 고장은 멈춤으로만 나타나지 않고 느린 straggler 로도 나타나며, straggler 하나가 GPU 수천 개를 느리게 만들 수 있다. 이 규모에서는 기온과 전력망 같은 환경 요인도 학습 성능과 운영에 영향을 준다.

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2. IL-0025 H100 4,088개 클러스터를 구축하는 동안 InfiniBand 배선 오류, 링크 플래핑, GPU 와 PCIe 하드웨어 결함이 학습을 멈추거나 늦췄다

   Imbue2024

   증상

   Imbue 는 H100 GPU 4,088개를 서버 511대에 나눠 담은 클러스터를 베어 메탈부터 구축하고 그 위에서 70B 모델을 학습했다. 처음 마주친 것은 장비 자체였다. 서버의 약 10% 가 주로 물리적 문제로 부팅되지 않았고, InfiniBand 네트워크를 관리하는 Unified Fabric Manager, 줄여서 UFM 은 처음에 스위치 320대를 하나도 찾지 못했다.

   링크 플래핑NCCL 타임아웃처리량 저하GPU 인식 불가학습 작업 실패

   촉발

   새로 들인 H100 4,088개 클러스터를 베어 메탈 상태에서 처음 구축하면서, 잘못 설계된 InfiniBand 배선과 불량 하드웨어, 펌웨어, 드라이버 문제가 차례로 드러났다.

   원인

   의존성 장애

   구성 요소

   InfiniBand 패브릭NCCLGPU 드라이버PyTorch

   기여 요인

   미검증 가정모니터링 사각지대부분 배포

   감지

   UFM 경고, 호스트 헬스 체크, DCGM 과 Prometheus 지표, 학습 중 MFU 와 NCCL 워치독 오류로 문제를 알아챘다. InfiniBand 포트 문제는 포트를 실제로 쓸 때만 드러나서, 모든 포트에 부하를 거는 번인 작업을 만들어 더 효율적으로 찾았다. 멈춤을 일으킨 호스트는 특정 로그를 남기지 않은 호스트를 찾는 방식으로 가려냈다. 팀은 배치마다 순간 MFU 를 살펴보고, MFU 가 떨어지는 곡선 모양으로 문제 종류를 구분했다.

   조치

   • 고장 난 기계를 찾는 점검을 자동화하고, 일부 기계는 Dell 에 돌려보내 다시 시험받게 했으며 데이터센터 직원에게 티켓을 올렸다.
   • GPU 와 내부 PCIe 케이블을 다시 장착했고 펌웨어 업그레이드를 적용했다.
   • 온도 값을 틀리게 만든 NVIDIA 드라이버를 이전 버전으로 내렸다.
   • InfiniBand 패브릭의 최상위 계층을 하나의 네트워크로 다시 배선하고, 배선이 설계와 맞는지 확인하는 점검을 추가했다.
   • 경고를 내는 포트를 청소하고 다시 꽂았고, 그래도 경고가 남은 트랜시버는 껐다.
   • 모든 InfiniBand 포트에 번인 작업을 돌려, 버티지 못한 포트를 껐다.
   • 커널 모듈을 추가하고 PCIe ACS 를 꺼서 GPUDirect RDMA 를 켰다.
   • 자동 가비지 컬렉션을 끄고 모든 호스트에서 정해진 간격으로 가비지 컬렉션을 돌렸다.

   후속 조치

   • 호스트가 학습에 쓸 만한지 예 또는 아니오로 답하는 헬스 체크를 만들었다. GPU, 디스크 공간, Docker, dmesg, iDRAC, 디스크, InfiniBand, NVLink, GDR, VBIOS, Flint, PSB 점검이 들어 있고, iDRAC 과 PSB 점검을 뺀 나머지를 공개했다.
   • 오류와 멈춤 주변의 로깅을 늘린 NCCL 패치를 공개했다.
   • GPU 스트레스 테스트와 NVLink, InfiniBand 네트워크 테스트를 공개했다.
   • UFM 이벤트 로그를 파싱해 어떤 네트워크 포트를 꺼야 할지 정하는 스크립트를 공개했다.
   • 모든 InfiniBand 링크를 쓰게 하는 번인 작업을 만드는 스크립트를 공개했다.
   • 학습이 죽으면 헬스 체크를 통과한 기계로 마지막 체크포인트부터 자동으로 다시 시작하게 했다.
   • 경고가 나서 꺼 둔 트랜시버를 교체품이 오면 바꾼다.

   교훈

   대형 GPU 클러스터에서는 연결 하나만 조금 불안해도 전체 학습이 느려질 수 있다. Imbue 는 학습에 필요한 것보다 10-20% 많은 기계를 두면 고장 난 기계를 쉽게 바꿔 다시 시작할 수 있다고 정리했다. 학습 중 겪는 문제는 모두 다시 일어나므로, 겪은 하드웨어와 소프트웨어 장애마다 테스트와 자동 처리를 만들 가치가 있다. 알아보기 어려운 오류 메시지마다 그 오류를 읽기 쉽게 만드는 도구를 만드는 것도 마찬가지다. Imbue 는 재현성을 지키려고 아주 단순한 일도 한 번에 하나씩만 바꿨다. 외부 도구를 들이거나 새 사람이 합류하면 그쪽이 내놓은 주장을 다시 확인했고, 다음 단계가 그 결과에 기댈 때는 특히 그렇게 했다. 고장은 고르게 나지 않고 소수의 문제 기계에 몰리므로, 그때그때 고장 나는 기계를 하나씩 고치기보다 믿을 수 있는 기계 묶음을 키우는 편이 낫다.

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3. IL-0125 Jean Zay 에서 진행한 176B 다국어 모델 학습에서 GPU 가 고장 나도 학습 작업이 끝나지 않고 멈춰 버려 SLURM 이 작업을 자동으로 재시작하지 못했다.

   BigScience2022

   증상

   tr11-176B-ml 학습에서는 대략 일주일에 한 번 GPU 하나가 죽는 하드웨어 문제가 생겼다. 대부분은 SLURM 작업이 자동으로 재시작돼 잃는 학습이 최대 3시간에 그쳤다. 하지만 가끔은 프로세스가 죽었는데도 학습이 멈춘 채 끝나지 않았다.

   학습 작업 실패GPU 인식 불가

   촉발

   Jean Zay 노드의 GPU 하나가 하드웨어 고장으로 죽었는데, 프로세스가 죽은 뒤에도 학습 작업이 종료되지 않고 멈췄다.

   원인

   하드웨어 고장

   구성 요소

   NCCLPyTorchSlurm 작업 스케줄러

   기여 요인

   기본 설정 방치디버그 접근 제한

   감지

   자동으로 알려 주는 수단이 없었다. 학습이 멈춰도 SLURM 작업이 끝나지 않았기 때문에, 누군가 학습을 지켜보다가 알아채야 했다.

   조치

   • 체크포인트 저장 간격을 200 이터레이션으로, 이어서 100 이터레이션으로 줄였다. 설정 값은 SAVE_INTERVAL=100 이다.
   • NCCL_ASYNC_ERROR_HANDLING=1 을 설정해 브로드캐스트 멈춤 같은 NCCL 문제가 생기면 학습이 강제로 죽게 했다.
   • 노드 2개에서 새 작업을 띄우고 프로세스 하나를 손으로 죽여 약 5분 뒤 SLURM 이 작업 전체를 끝내는 것을 확인한 뒤, srun 에 --wait=60 과 --kill-on-bad-exit=1 을 더했다.

   교훈

   Jean Zay 의 SLURM 에는 이미 KillOnBadExit=1 같은 설정이 있었으므로, 실제로 더해진 것은 NCCL_ASYNC_ERROR_HANDLING=1 하나였다. 노드 2개 시험은 새 srun 옵션만 확인했고, 재현하기 까다로운 NCCL 멈춤은 시험하지 못했다. 작성자는 다음 하드웨어 고장 때 제대로 동작하는지 지켜보기로 했다. 체크포인트 저장 간격은 GPU 고장 때 잃는 학습 시간과 저장에 드는 시간을 견주어 정해야 한다.

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