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多租户、配额与成本分摊

GPU 集群是昂贵的共享资源:一个 1000 卡集群年成本数千万级(采购折旧 + 电力 + 运维,见效率与成本卷)。多团队共享时,调度器(上一章)解决"怎么分配",配额与分摊解决"怎么算账"——谁用了多少、该付多少、怎么防止独占。这是组织问题,也是调度策略的输入。

层机制解决
硬配额(guaranteed)团队保底资源,不可被抢保底生产力
弹性上限(limit)超出配额的部分,可被高优抢占突发与弹性的平衡
共享池全体未分配的算力,按优先级竞争碎片利用(见回填)

Kueue/Slurm 的典型模型:每团队一个队列(配额 = guaranteed + limit),外加共享队列——**"配额内保底、超配额弹性、共享池竞争"**的三层设计。

一个团队的视角:

自己配额内(如 128 卡):保底,不可被抢
配额外突发(如 +64 卡):可用,但可被其他团队的高优作业抢占
共享池:所有人都可竞争,按优先级与回填分配

每卡时的单价(以 1000 卡 H100 集群、年总成本计):

成本项年成本(约)
GPU 折旧(3 年摊销)3000 万($3000/卡/月 × 1000)
网络/存储/CPU 附属300–500 万
电力(15 MW 级,见功耗)1000 万+
机房与运维200–500 万
合计~4500 万美元/年
每 GPU 时单价~$5/时

分摊的三种模型:

模型做法优缺点
按用量分摊(chargeback)每团队按实际 GPU 时付费精确,但团队不敢用(利用率反而低)
按配额分摊(showback)按配额固定分摊,用不用都付稳定预算,鼓励"用了才配"
混合配额固定 + 超额按量生产主流

关键洞察:按量分摊的副作用是"惜用"——团队为了省钱让卡闲着,集群利用率反而下降。配额制(showback)+ 利用率考核(团队的 MFU 与配额使用率,见 MFU)比纯按量分摊更能提升整体效率。

配额解决"分多少",优先级解决"谁先":

  • 跨团队优先级:生产作业 > 预发 > 实验;配额内不可抢(抢占只在跨级或超配额)
  • 公平份额(fair-share):长期空转的团队临时提升优先级(Slurm fair-share 的思想)——按"历史使用 vs 配额"动态调整,防止单团队长期占满
  • 配额的粒度:按团队还是按项目?按项目(训练任务)粒度更细,同一团队的不同项目之间也要排队

配额体系的运行靠监控支撑:

指标用途
各团队配额使用率配额是否合理(长期不满 → 缩配额)
各团队 MFU算力使用质量(低 MFU = 浪费共享资源)
队列等待时间配置是否合理(长队 → 加配额或扩容)
抢占次数优先级设计的副作用
每训练的有效 token 成本最终的业务指标:每 1B 训练 token 花了多少钱

"每 token 成本"是多租户管理的终点指标:它同时反映 MFU(效率)、利用率(调度)、与单价(成本)——团队与平台的共同语言。

  • 配额三层:硬配额(保底不可抢)、弹性上限(可被抢)、共享池(按优先级竞争)。
  • 每 GPU 时单价 ~$5/时(1000 卡 H100 集群);分摊三模型:按量、按配额、混合(主流)。
  • 按量分摊的副作用是惜用;配额制 + 利用率考核比纯按量更能提升整体效率。
  • fair-share 按"历史使用 vs 配额"动态调优先级,防独占。
  • "每 token 成本"是终点指标:同时反映 MFU、利用率、单价,是团队与平台的共同语言。