Google Colaboratoryの使い方

Google Colaboratoryについて説明します。

Google Colaboratory（別名：Colab（コラボ））はGoogleがインストール不要でかつ、すぐにJupyter Notebook互換の環境でPythonが利用できるサービスです。利用にはGoogleアカウントが必要です。
GPUが使用出来ることで、機械学習で利用することも多いです。

Google Colaboratoryは、無料版と有料版のColab Pro、Colab Pro＋があります。

有料版のコスト

• Colab Pro：1072円/月
• Colab Pro+：5343円/月

※ 最適な Colab のプランを選択する

GPUの性能とメモリ量、バックグラウンド実行などのオプションの違いで、無料版、Colab Pro、Colab Pro＋があります。「Colab Pro+」は、ブラウザを閉じた後も処理は継続されるプランです。

無料版では、Colabの連続使用時間が最大12時間までに制限されます。
また、90分ほど操作しない状態が続く場合、仮想マシンは停止し、ダウンロードしたデータやライブラリは初期化されますが、無料版でも十分に利用することはできます

Binder

Colaboratoryの他に、github上のJupyter notebookファイルをリポジトリから、実行可能なサービスにBinderという無料で使えるサービスもあります。

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Colaboratoryの立ち上げ

Googleアカウントが必要なので、作成をしてログインをしてください

直接作成

Googleドライブで直接作成をします。

Googleドライブでの「作成ボタン」をクリックする

そのあとメニューで「Google Colaboratory」を選択する

または、右マウスをクリックして「Google Colaboratory」を選択する

新規で「Google Colaboratory」が作成されます

Google Colaboratoryの選択肢にない場合

Google Colaboratoryの選択肢にない場合は、アプリ追加をしてください

メニューを開いてアプリ追加を選択

Google Colaboratoryを選択

Google Colaboratoryのインストールをクリック

続行をクリック

既存のノートブックを使用する場合

ブラウザにGoogleアカウントでログインした後に、以下のURLを開いてください。
https://colab.research.google.com/

ノートブックのアップロード

Colaboratoryを立ち上げると、以下のようにノートブックを指定することが求められるので「Googleドライブ」「GitHub」「(PCから)アップロード」のタブを選択して、ファイルをアップロードします

また、ノートブックを新たに作成するには、Colaboratoryのファイルメニューで
「ノートブックを新規作成」を選択してください。
Untitled0.ipynb という名前のノートブックが作られます。

タイトルをクリックすれば名前を変更することができます。

TPUとGPU

Colabでは、計算用にハードウェアアクセラレータの選択が可能です

• TPU（Tensor Processing Unit）
  • テンソル計算処理に最適化されたプロセッサ
• GPU（Graphics Processing Unit）
  • 画像処理に特化したプロセッサ。機械学習演算などでは、GPUを利用して演算をすることが可能

設定を変更するには、メニューからランタイム -> ランタイムのタイプを変更を選択して変更をします。

コードとテキスト

Colabでは、Jupyter Notebookと同じように「コード」と「テキスト」のエリアがあり、文章とPythonのコードが混在することができます。

テキスト

上部の「+テキスト」を押すと、テキストのセルが表示され、Markdown形式で文書の作成が可能です

コード

上部の「+コード」を押すと、コードのセルが表示されPythonのコードを記述することができます。

セルという単位でプログラムを実行することができます。実行にはランタイムメニュー、ショートカットキー、三角の実行ボタンを押すことで実行できます

設定

ツール -> 設定でColabの設定の変更なども可能です。

Google ドライブをマウントする

Colabは、Googleドライブのファイルにアクセスすることが可能です。
アクセスするためには、マウントする必要があります。

マウントするためには、Colabで下記のコードを実行します。

from google.colab import drive
drive.mount('/content/drive')

マウントに成功すると、アクセスすることが可能になり、左側のフォルダーアイコンクリックするとツリー上にファイルが閲覧することができます。
プログラムからアクセスする場合は、Googleドライブのパスを使ってアクセスをします

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最後に

この他の部分については、下記のリンクを参考にしてみてください。

• Colaboratory へようこそ
• Colaboratory よくある質問
• Google Colab の準備

Goolge

• Google Colab
• Colaboratory へようこそ
• 最適な Colab のプランを選択する
• Colab の定期購入を最大限に活用する
• Colaboratory よくある質問

参考

• Google Colaboratory入門
• Colab Pro／Pro+とは？　無料版との違い、比較表
• Google Colabの制限と対策

CQ出版

• Interface CQ出版
• Google Colabの使い方