Kubernetes GPU Autoscaler Replica Planner
実測したリクエスト負荷に必要なKubernetesのreplica数とGPU容量を見積もります。静的な容量計算であり、HPA設定の生成や本番動作の予測ではありません。
結果
必要なreplica数
追加するreplica数
必要なGPUデバイス合計
追加するGPUデバイス数
必要数での実使用率
使い方 ツール
- 処理したいピークrequests/sと、GPUを使うreplica 1つの実測処理量を入力します。
- 測定上限に対して余裕を確保できるよう、目標使用率を設定します。
- Kubernetesの最小replica数、現在Readyのreplica数、各replicaに割り当てるGPUデバイス数を入力します。
- 結果を計画値として確認し、負荷テストとクラスタ容量の確認で検証してください。
前提条件
- 全replicaは同一で、リクエスト負荷に比例してスケールすると仮定します。キュー、batch処理、モデル差、起動時間、配置、GPU共有はモデル化しません。
- replicaあたり処理量は、同じモデル、精度、リクエスト形状、ハードウェアによる代表的なbenchmarkから取得してください。
- 最小replica数は適用しますが、maximumReplicas、HPA metricの挙動、scaling policy、quota、利用可能なクラスタGPUは扱いません。
技術的な詳細:各項目の意味
- ピーク時の毎秒リクエスト数
peakRequestsPerSecond - デプロイで処理する必要があるピークの毎秒リクエスト数です。
- Measured throughput per replica
throughputPerReplicaPerSecond - 対象GPUとワークロードでreplica 1つが継続処理できるrequests/sの実測値です。
- 目標使用率
targetUtilizationPercent - replicaの実測処理量のうち計画に使う割合です。低くすると余裕が増えます。
- Kubernetesの最小replica数
minimumReplicas - ワークロードに設定するreplicaの最小数です。必要数はこの値を下回りません。
- 現在Ready状態のreplica数
readyReplicas - すでに処理可能なreplica数です。追加数の見積もりにのみ使います。
- replicaあたりのGPUデバイス数
gpuDevicesPerReplica - ワークロード設定で各replicaが要求するGPUデバイス数です。
方法論
目標使用率でのreplicaあたり容量 = 実測処理量 × 目標使用率。必要replica数 = max(Kubernetes最小replica数, ceil(ピークrequests/s ÷ replicaあたり容量))。追加数 = max(0, 必要数 − Ready数)。GPU台数はreplica数にreplicaあたりGPU数を掛けます。
計算例
ピーク1,200 requests/sのGPUデプロイ
入力項目: ピーク時の毎秒リクエスト数: 1200 requests/s, Measured throughput per replica: 90 requests/s, 目標使用率: 75%, Kubernetesの最小replica数: 1 replicas, 現在Ready状態のreplica数: 10 replicas, replicaあたりのGPUデバイス数: 2 GPUs
結果: 目標使用率でのreplicaあたり容量は67.5 requests/sです。必要数は18 replicasで、8 replicas(GPU 16台)を追加します。計画上のGPU合計は36台です。
実用的なアドバイス
- 本番想定と同じモデル、精度、batch size、リクエスト形状でbenchmarkしてください。ピークTOPSだけではreplica処理量を測れません。
- 必要数をHPAやクラスタ容量の計画に使い、scale-up時間とGPU配置は別途検証してください。
よくある間違い
- 代表的なend-to-end benchmarkの代わりに、理論GPU TOPSをreplica処理量として使うこと。
- バースト、latency目標、モデル変動に余裕が必要なのに目標使用率を100%にすること。
よくある質問
Kubernetes HPA manifestを生成しますか?
いいえ。入力された負荷とbenchmark値からreplica数を見積もるだけで、HPA metricやscaling動作は設定しません。
目標使用率を100%未満にするのはなぜですか?
低い目標値にすると、バーストや変動に備えて実測処理量の余裕を確保できます。latencyと負荷テスト要件に基づいて選んでください。
最終確認日: 2026-10-18
定常状態のreplica計画に限ります。GPU memory、batch処理、キュー、autoscalerの安定化期間、node容量、maxReplicas、quota、スケジューリング制約はモデル化しません。
このツール 上記の前提条件に基づく参考値を提示します。
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