HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT

Mô hình và đường ống song song

Khi một mô hình quá lớn để vừa với một GPU, tính song song của mô hình và đường dẫn sẽ tự phân chia mô hình đó trên các thiết bị.

Tổng quan

Khi một mô hình quá lớn để vừa với một GPU, tính song song của mô hình và đường dẫn sẽ tự phân chia mô hình đó trên các thiết bị. Đây là điều khiến việc đào tạo các mô hình ngôn ngữ khổng lồ với hàng trăm tỷ tham số về mặt vật lý trở nên khả thi.

Tính song song của mô hình và đường ống là một khối xây dựng kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng mô hình, chi phí cơ sở hạ tầng, độ trễ và độ tin cậy trên quy mô lớn.

Lặn sâu

Tính song song của mô hình phân vùng một mô hình duy nhất trên nhiều GPU để không một thiết bị nào cần phải giữ tất cả các trọng số. Có hai hương vị chính. Tính song song của tensor (trong lớp) phân chia phép toán bên trong một lớp, chẳng hạn như cắt một phép nhân ma trận lớn trên các GPU mà mỗi GPU tính toán một phần của đầu ra. Tính song song của đường ống (giữa các lớp) chỉ định các lớp liên tiếp khác nhau cho các GPU khác nhau, do đó, khối lớp 1 tồn tại trên GPU 0, khối 2 trên GPU 1, v.v., với các kích hoạt được chuyển tiếp giống như một dây chuyền lắp ráp. Thách thức với quy trình đơn giản là 'bong bóng': trong khi GPU 0 hoạt động ở đợt đầu tiên, các GPU xuôi dòng không hoạt động. Quy trình đường ống chia mỗi lô thành các lô nhỏ để tất cả các giai đoạn luôn bận rộn, cải thiện đáng kể việc sử dụng.

Hiểu biết kỹ thuật

Tính song song của tensor (như trong NVIDIA Megatron-LM) phân chia ma trận trọng số theo cột hoặc hàng và sử dụng tính năng giảm toàn bộ để kết hợp lại các kết quả từng phần, duy trì liên lạc bên trong nút NVLink nhanh. Tính song song của đường ống (GPipe, PipeDream) chia lô thành các lô nhỏ trải qua các giai đoạn theo lịch trình so le, thu hẹp thời gian 'bong bóng' nhàn rỗi. Cả hai thường được xếp lớp cùng nhau, với sự song song tensor trong một nút và sự song song đường ống giữa các nút.

Làm chủ mô hình và tính song song của đường ống

Khi một mô hình quá lớn để vừa với một GPU, tính song song của mô hình và đường dẫn sẽ tự phân chia mô hình đó trên các thiết bị. Đây là điều khiến việc đào tạo các mô hình ngôn ngữ khổng lồ với hàng trăm tỷ tham số về mặt vật lý trở nên khả thi. Tính song song của mô hình và đường ống là một khối xây dựng kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng mô hình, chi phí cơ sở hạ tầng, độ trễ và độ tin cậy trên quy mô lớn. Để xây dựng sự hiểu biết sâu sắc, hãy coi Mô hình và Song song quy trình như một mô hình vận hành chứ không phải một tính năng duy nhất: xác định kết quả mong muốn, làm rõ các giả định và tách biệt những gì hệ thống có thể làm một cách đáng tin cậy với những gì vẫn cần đến sự đánh giá của chuyên gia.

Trong thực tế, các nhóm mạnh sử dụng Mô hình và Song song đường ống sẽ tối ưu hóa các lựa chọn về kiến ​​trúc, dữ liệu và cơ sở hạ tầng theo độ tin cậy và chi phí. Họ ghi lại các tiêu chí thành công rõ ràng, kiểm tra dựa trên dữ liệu và quy trình làm việc thực tế, đồng thời lặp lại dựa trên các kiểu thất bại được quan sát thay vì chiến thắng điểm chuẩn một lần. Đây là nơi sự hiểu biết về mặt lý thuyết biến thành khả năng bền vững trên toàn bộ sản phẩm, chính sách và hoạt động.

Các quyết định về kiến ​​trúc sẽ thúc đẩy hiệu suất và chi phí vận hành trong nhiều năm. Đồng thời, Tối ưu hóa một điểm chuẩn có thể che giấu những điểm yếu lớn hơn của hệ thống. Cách tiếp cận linh hoạt nhất là kết hợp tốc độ thử nghiệm với kỷ luật quản trị: chạy thử nghiệm, thu thập bằng chứng, xuất bản nhật ký quyết định và liên tục cập nhật các biện pháp bảo vệ khi hành vi của mô hình, kỳ vọng của người dùng và các yêu cầu pháp lý phát triển.

Tác động chiến lược

Các quyết định về kiến ​​trúc sẽ thúc đẩy hiệu suất và chi phí vận hành trong nhiều năm.

Các quyết định về kiến ​​trúc sẽ thúc đẩy hiệu suất và chi phí vận hành trong nhiều năm. Trong quá trình triển khai chất lượng cao, điều này được chuyển thành các quy tắc vận hành, ranh giới quyền sở hữu và quy trình đánh giá định kỳ có thể đo lường được để các nhóm có thể mở rộng quy mô một cách tự tin thay vì mở rộng quy mô sự mơ hồ.

Giáo dục kỹ thuật giúp các nhóm chọn nhóm phù hợp chứ không chỉ nhóm mới nhất.

Giáo dục kỹ thuật giúp các nhóm chọn nhóm phù hợp chứ không chỉ nhóm mới nhất. Trong quá trình triển khai chất lượng cao, điều này được chuyển thành các quy tắc vận hành, ranh giới quyền sở hữu và quy trình đánh giá định kỳ có thể đo lường được để các nhóm có thể mở rộng quy mô một cách tự tin thay vì mở rộng quy mô sự mơ hồ.

Lựa chọn kỹ thuật tốt hơn làm giảm sự cố về độ tin cậy trong sản xuất.

Lựa chọn kỹ thuật tốt hơn làm giảm sự cố về độ tin cậy trong sản xuất. Trong quá trình triển khai chất lượng cao, điều này được chuyển thành các quy tắc vận hành, ranh giới quyền sở hữu và quy trình đánh giá định kỳ có thể đo lường được để các nhóm có thể mở rộng quy mô một cách tự tin thay vì mở rộng quy mô sự mơ hồ.

Tương lai của mô hình và sự song song của đường ống

Các khung ngày càng tự động hóa vấn đề khó khăn trong việc quyết định cách phân vùng mô hình trên các thiết bị, sử dụng tính năng lập hồ sơ và tìm kiếm để cân bằng giữa tính toán và giao tiếp. Mong đợi sự tích hợp chặt chẽ hơn của tensor, đường dẫn và song song dữ liệu (song song 3D), lập kế hoạch vi mô thông minh hơn để gần như loại bỏ bong bóng đường ống và phần cứng có kết nối nhanh hơn để việc chia một lớp trên các chip trở nên rẻ hơn và thường xuyên hơn đối với các mô hình ngày càng lớn hơn.

Triển khai trong thế giới thực

Huấn luyện các mô hình kiểu GPT bằng NVIDIA Megatron-LM, giúp phân chia sự chú ý của từng lớp biến áp và ma trận chuyển tiếp nguồn cấp dữ liệu trên các GPU thông qua cơ chế song song tensor.

Sử dụng GPipe để đặt các lớp khác nhau của mô hình ngôn ngữ hoặc tầm nhìn khổng lồ trên các máy gia tốc riêng biệt trong khi việc phân lô vi mô khiến chúng bận rộn.

Công cụ đường ống của DeepSpeed ​​phân chia mô hình nhiều trăm tỷ tham số thành các giai đoạn trên nhiều nút.

Kết hợp tính song song tensor bên trong một máy chủ 8 GPU duy nhất với tính song song đường dẫn trải rộng trên nhiều máy chủ để huấn luyện một mô hình quá lớn cho một máy.

Các mẫu triển khai

Mô hình và song song đường ống trong thực tế

Huấn luyện các mô hình kiểu GPT bằng NVIDIA Megatron-LM, giúp phân chia sự chú ý của từng lớp biến áp và ma trận chuyển tiếp nguồn cấp dữ liệu trên các GPU thông qua cơ chế song song tensor.

Đào tạo các mô hình kiểu GPT bằng NVIDIA Megatron-LM, giúp phân chia sự chú ý của từng lớp biến áp và ma trận chuyển tiếp nguồn cấp dữ liệu trên các GPU thông qua tính song song tensor. Các nhóm thường đạt được kết quả tốt hơn khi xác định trước ngưỡng chất lượng, duy trì lộ trình leo thang của con người đối với các trường hợp biên và theo dõi cả mức tăng năng suất và chi phí lỗi theo thời gian.

Mô hình và song song đường ống trong thực tế

Sử dụng GPipe để đặt các lớp khác nhau của mô hình ngôn ngữ hoặc tầm nhìn khổng lồ trên các máy gia tốc riêng biệt trong khi việc phân lô vi mô khiến chúng bận rộn.

Sử dụng GPipe để đặt các lớp khác nhau của mô hình ngôn ngữ hoặc tầm nhìn khổng lồ trên các máy gia tốc riêng biệt trong khi việc phân lô vi mô khiến chúng bận rộn Các nhóm thường nhận được kết quả tốt hơn khi họ xác định trước các ngưỡng chất lượng, theo dõi lộ trình leo thang của con người đối với các trường hợp khó khăn và theo dõi cả mức tăng năng suất và chi phí lỗi theo thời gian.

Mô hình và song song đường ống trong thực tế

Công cụ đường ống của DeepSpeed ​​phân chia mô hình nhiều trăm tỷ tham số thành các giai đoạn trên nhiều nút.

Công cụ đường dẫn của DeepSpeed ​​phân chia mô hình nhiều trăm tỷ tham số thành các giai đoạn trên nhiều nút. Các nhóm thường đạt được kết quả tốt hơn khi họ xác định trước các ngưỡng chất lượng, duy trì lộ trình leo thang của con người đối với các trường hợp phức tạp và theo dõi cả mức tăng năng suất và chi phí lỗi theo thời gian.

Mô hình và song song đường ống trong thực tế

Kết hợp tính song song tensor bên trong một máy chủ 8 GPU duy nhất với tính song song đường dẫn trải rộng trên nhiều máy chủ để huấn luyện một mô hình quá lớn cho một máy.

Kết hợp tính song song tensor bên trong một máy chủ 8 GPU với tính song song đường dẫn trải rộng trên nhiều máy chủ để đào tạo một mô hình quá lớn cho một máy. Các nhóm thường nhận được kết quả tốt hơn khi xác định trước ngưỡng chất lượng, duy trì lộ trình leo thang của con người cho các trường hợp biên và theo dõi cả mức tăng năng suất và chi phí lỗi theo thời gian.

Rủi ro & lan can

!

Tối ưu hóa một điểm chuẩn có thể che giấu những điểm yếu của hệ thống rộng hơn.

!

Chi phí cơ sở hạ tầng và bảo trì thường được đánh giá thấp.

!

Khoảng cách về bảo mật và khả năng quan sát có thể tăng lên khi hệ thống trở nên phức tạp hơn.

Lộ trình thực hiện

1

Xác định các mục tiêu về độ trễ, chất lượng và chi phí trước khi triển khai.

Xác định các mục tiêu về độ trễ, chất lượng và chi phí trước khi triển khai. Hãy coi mỗi bước như một cổng bằng chứng: nếu không đáp ứng được các tiêu chí, hãy tạm dừng triển khai, thu hẹp khoảng cách và chỉ sau đó mới mở rộng mức sử dụng.

2

Điểm chuẩn trong điều kiện tải và dữ liệu thực tế.

Điểm chuẩn trong điều kiện tải và dữ liệu thực tế. Hãy coi mỗi bước như một cổng bằng chứng: nếu không đáp ứng được các tiêu chí, hãy tạm dừng triển khai, thu hẹp khoảng cách và chỉ sau đó mới mở rộng mức sử dụng.

3

Giám sát thiết bị về lỗi, độ lệch và tác động của người dùng.

Giám sát thiết bị về lỗi, độ lệch và tác động của người dùng. Hãy coi mỗi bước như một cổng bằng chứng: nếu không đáp ứng được các tiêu chí, hãy tạm dừng triển khai, thu hẹp khoảng cách và chỉ sau đó mới mở rộng mức sử dụng.

4

Chuẩn bị đường dẫn khôi phục và ứng phó sự cố trước khi mở rộng quy mô.

Chuẩn bị đường dẫn khôi phục và ứng phó sự cố trước khi mở rộng quy mô. Hãy coi mỗi bước như một cổng bằng chứng: nếu không đáp ứng được các tiêu chí, hãy tạm dừng triển khai, thu hẹp khoảng cách và chỉ sau đó mới mở rộng mức sử dụng.

Tiếp tục khám phá