PyTorch分布式:加速数据并行训练的实践经验

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摘要

本文详细介绍了PyTorch分布式数据并行模块的设计与优化,重点阐述了梯度分桶(gradient bucketing)和计算-通信重叠等技术,这些技术使系统在使用256个GPU时实现了接近线性的可扩展性。

本文介绍了PyTorch分布式数据并行模块的设计、实现与评估。PyTorch是一个广泛应用于深度学习研究和科学计算的软件包。深度学习的最新进展凸显了大型数据集和大型模型的价值,这要求能够将模型训练扩展到更多的计算资源。数据并行因其原理简单、适用性广而成为分布式训练的流行方案。一般而言,分布式数据并行技术在每个计算资源上复制模型以独立生成梯度,然后在每次迭代时通信这些梯度以保持模型副本的一致性。尽管该技术概念简单,但计算与通信之间的微妙依赖关系使得优化分布式训练效率并非易事。从v1.5版本开始,PyTorch原生提供了多项技术来加速分布式数据并行,包括梯度分桶、计算与通信重叠以及跳过梯度同步等。评估结果表明,在配置得当的情况下,PyTorch分布式数据并行模块使用256个GPU时达到了接近线性的可扩展性。
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来源:https://huggingface.co/papers/2006.15704 发布日期:2020年6月28日

摘要

PyTorch 分布式数据并行模块通过梯度分桶(gradient bucketing)、计算与通信重叠以及选择性同步等技术,优化大规模模型训练,实现了接近线性的可扩展性。

本文介绍了 PyTorch (https://huggingface.co/papers?q=PyTorch) 分布式数据并行 (https://huggingface.co/papers?q=distributed%20data%20parallel) 模块的设计、实现与评估。PyTorch (https://huggingface.co/papers?q=PyTorch) 是一个在深度学习研究和应用中被广泛采用的科学计算库。近年来深度学习的进展凸显了大数据集和大模型的价值,这要求能够将模型训练扩展到更多的计算资源上。数据并行因其原理简单、适用性广,已成为分布式训练的流行方案。一般而言,分布式数据并行 (https://huggingface.co/papers?q=distributed%20data%20parallel) 技术在每个计算资源上复制模型以独立生成梯度,然后在每次迭代时通信这些梯度以保持模型副本的一致性。尽管该技术概念简单,但计算与通信之间的微妙依赖关系使得优化分布式训练效率并非易事。截至 v1.5 版本,PyTorch (https://huggingface.co/papers?q=PyTorch) 原生提供了多项技术来加速分布式数据并行,包括梯度分桶、计算与通信重叠以及跳过梯度同步。评估表明,在配置得当的情况下,PyTorch (https://huggingface.co/papers?q=PyTorch) 分布式数据并行 (https://huggingface.co/papers?q=distributed%20data%20parallel) 模块在使用 256 个 GPU 时达到了接近线性的可扩展性。

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