奖励模型评分能有多快?关于RLHF中C++和PyTorch推理运行时的系统研究

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文提出了一项系统研究,比较了RLHF流程中用于奖励模型评分的C++和PyTorch推理运行时,发现ONNXRuntime在CPU上提供加速,而torch.compile在GPU上领先,且批处理策略比语言或运行时选择更为重要。

在RLHF流程中,奖励评分阻塞了策略更新。缓慢的评分成为了整个循环的瓶颈,因为只有在每个rollout都获得评分后,更新才能运行。然而,大多数设置只是默认使用PyTorch eager模式或torch.compile,没有人检查这是否是最快的。评分本身规模较小。Rollout生成消耗了典型RLHF步骤中更多的资源。但评分和生成会争夺相同的CPU和GPU资源,因此更快的评分引擎本身并不能缩短步骤时间。它主要释放了生成可以使用的容量。我们在ONNX Runtime上构建了一个原生C++推理引擎。第一步:确认正确性。输出在CPU上与PyTorch参考值匹配到5.7 x 10^-6,在GPU上匹配到4.2 x 10^-3,足够可信。然后我们在CPU和GPU上分别对PyTorch eager模式、torch.compile和FastAPI进行了测试。CPU上的结果具有决定性。我们的引擎击败了所有基线,置信区间甚至没有重叠。GPU给出了不同的结果:我们击败了PyTorch和FastAPI,但torch.compile胜出。进一步的测试将加速归因于ONNX Runtime本身,而不是C++语言。并且批处理策略比语言或运行时选择更为重要,这一点超出了我们的预期。这些结果来自重复的独立运行,因为单次运行不够可靠,无法信任。
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论文页面 - 奖励模型评分能有多快?C++ 与 PyTorch 推理运行时在 RLHF 中的系统研究

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摘要

在 RLHF 流程中,奖励评分环节会阻塞策略更新。由于所有 rollout 必须获得评分后才能进行更新,缓慢的评分过程会拖慢整个循环。然而,大多数方案直接默认使用 PyTorch eager 模式或 torch.compile,没有人去检查这是否真的是最快的方案。评分任务本身很小,rollout 生成在典型的 RLHF 步骤中消耗的资源远多于评分。但评分和生成会争夺相同的 CPU 和 GPU 资源,因此更快的评分引擎本身并不能缩短步骤时间,主要作用是释放出生成任务可以利用的容量。我们基于 ONNX Runtime 构建了一个原生 C++ 推理引擎。第一步:确认正确性。输出与 PyTorch 参考结果的差异在 CPU 上为 5.7×10⁻⁶,在 GPU 上为 4.2×10⁻³,精度足够可信。接着,我们在 CPU 和 GPU 上分别对 PyTorch eager 模式、torch.compile 和 FastAPI 进行了对比测试。CPU 上的结果具有决定性:我们的引擎击败了所有基线,置信区间完全没有重叠。GPU 上情况不同:我们优于 PyTorch 和 FastAPI,但 torch.compile 更胜一筹。进一步测试表明,加速来自 ONNX Runtime 本身,而非 C++ 语言。而且,批处理策略的影响比语言或运行时选择更大,远超我们的预期。由于单次运行结果不可靠,所有结果均来自重复的独立运行。

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