正文
预训练最常见的误解: "把模型结构写好 → 填上 tokenizer → 用 huggingface 跑起来就算训练了。"
------ 错。真要训练大模型,面对的不是"代码能不能跑",而是:数据规模能 hold 住吗?模型结构能 scale 吗?Checkpoint 能断点续训吗?AMP / FS-DP / Multi-GPU / 微调适配全流程通吗?
背后,其实考验的是:系统架构设计能力
部分 LLM 预训练项目使用 PyTorch,不是因为 PyTorch 写起来更容易,而是:PyTorch 是动态计算图,可以随时调试/插断点/打印梯度,适合实验 + 研究。选 PyTorch,就意味着得亲手组织训练结构,没有compile() 一步到位,所有东西都得你写:
- Engine/Trainer
- Gradient Scaler
- 分布式策略(DDP、FSDP、DeepSpeed)
- DataLoader 自定义 Pipe
本篇带来一点分享:训练大模型,其实是在组织一个 GPU 分布式数据调度系统,PyTorch 给了你控制权,但也得承受其复杂度。
🧩 模块化结构
典型的大模型预训练目录:
bash
pretrain/
├── config/ # 超参数配置(yaml / dataclass)
├── data/ # 数据加载 & tokenizer & mask策略
├── model/ # 模型结构(Transformer, Attention, Embedding等)
├── engine/ # Trainer调度器、AMP/Grad/Clip逻辑
├── utils/ # 日志、Checkpoint、分布式工具
├── train.py # 启动入口(调 config → 构建数据 → 模型 → Trainer)
└── README.md
PyTorch 没有"推荐结构",但所有能跑到 scale 的系统,都演化出了类似结构。为什么?
------ 这不是风格,而是要生存下来的唯一解。
每一层拆开来看:
✅ config/:配置即注入系统的"可调性":用 dataclass 定义每个实验参数:vocab_size、max_seq_len、batch_size、lr_scheduler 等;用 YAML/Hydra/ArgParse 实现参数组合管理;
✅ data/:训练不慢,靠的是流水线:多进程 tokenizer + Cache;mask 随机化、分布式数据划分;支持 IterableDataset、Streaming Dataset(重要);
✅ model/:Transformer 永不过时,但 Attention 每家都不一样:基于 nn.Module 构建 Block;支持 RotaryEmbedding / RMSNorm / FlashAttention;模型并行设计预留位置(如 tensor parallel);
✅ engine/:一切都交给 Trainer:Train loop with AMP(autocast, grad scaler); Optimizer.step() / scheduler.step() / clip_grad();支持 fsdp / ddp / deepspeed 等封装器
✅ utils/:你以为是杂项,其实是命门:Logger(TensorBoard/W&B): Checkpoint save/load(支持 resume);Seed control / time logger / loss smoother
下面是我搭建的最小可运行结构。

✅ 目录结构
arduino
my_pretrain_project/
├── train.py
├── config.py
├── model.py
├── data.py
├── engine.py
├── utils.py
└── requirements.txt
✅ train.py
javascript
from config import cfg
from model import MyTransformer
from data import build_dataloader
from engine import Trainer
model = MyTransformer(cfg)
dataloader = build_dataloader(cfg)
trainer = Trainer(model, dataloader, cfg)
trainer.train()
✅ model.py
ruby
class MyTransformer(nn.Module):
def __init__(self, cfg):
super().__init__()
self.embedding = nn.Embedding(cfg.vocab_size, cfg.hidden_dim)
self.blocks = nn.ModuleList([...]) # 简化处理
...
def forward(self, x):
...
ruby
class Trainer:
def __init__(self, model, dataloader, cfg):
self.model = model
self.loader = dataloader
self.optimizer = torch.optim.AdamW(...)
...
def train(self):
for batch in self.loader:
... # 含 AMP/autocast、梯度更新
小结
要想真正掌握大模型训练,别再 copy Huggingface 的训练 loop 了 ------ 得自己搭一次完整系统,哪怕从最小版本开始。
这套框架你可以自由改造、接入自己的 tokenizer、加入 LoRA、加入自定义 loss、分布式策略等等。
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