图解模型并行框架

作者:StormBlafe

原文:https://zhuanlan.zhihu.com/p/11140235368

在集群化 AI 算⼒设施的基础上,⼤模型的训练可以通过以下⼏种并⾏模式开展。

模型并⾏

由于当前的⼤模型规模往往远超单个计算设备的内存容量,将⼤模型切分到多个设备上成为⼀种⾃然的选择。⼤模型从输⼊到输出由结构相似的算⼦层级连接堆叠⽽成,形成模型的深度;在每个层级上的计算通过众多并发的神经元节点运算实现,形成模型的宽度。相应的,模型可以在宽度和深度两个⽅向上进⾏切割。张量并⾏是宽度⽅向的切分,它基于矩阵运算分解的数学原理在模型的层内进⾏分割,形成的单个⼦模型跨越完整⼤模型的所有层级,但只包含每个层级的部分运算。流⽔线并⾏采取基于深度的切分,将⼤模型的不同层级拆解到各个计算设备并通过流⽔操作的⽅式形成各个层级运算的并发执⾏。相对于流⽔线并⾏中分布式数据交换主要发⽣在承载相邻层级的计算设备之间,张量并⾏中各个计算设备之间均产⽣⼤量的数据交换,对数据交换的带宽要求更⾼,所以主要应⽤在⼀机多卡的服务器节点内部的并发实现。

数据并⾏

这种模式下,数据被拆散分配到位于不同计算设备上的模型实例来参加训练过程,设备相互之间定期地就训练所得的模型参数或者参数优化的梯度值进⾏同步,保证所有设备上的模型状态保持⼀致。数据并⾏⼀般要求每个设备上的训练实例储存和维护完整的模型参数和状态,所以并不能节省 AI 算⼒设备的内存开销。零冗余优化器(ZeRO - Zero Redundancy Optimizer)⽀持将模型的参数、梯度值和优化器状态划分到不同的进程,允许每个设备的训练实例只储存模型的⼀部分,在训练过程中每个训练实例动态地从其他设备通讯获取需要的模型参数和梯度值来完成本地的训练计算,从⽽极⼤提升数据并发模式下的内存使⽤效率。

混合并⾏

在实际应⽤中往往综合模型并⾏和数据并⾏等多种策略的组合,以充分利⽤多个维度的并⾏能⼒,实现取⻓补短。例如采取数据并⾏+流⽔线并⾏+张量并⾏的模式可以充分利⽤算⼒资源和通信带宽达到兼顾模型的内存扩展性和训练加速的⽬的。

相关推荐
aqiu1111113 小时前
【LeetCode 902】最大为 N 的数字组合 - 详细题解与数位组合思路
数据结构·算法·leetcode·蓝桥杯·数位dp
β添砖java3 小时前
深度学习31注意力机制、注意力分数、使用注意力机制的seq2seq、自注意力
人工智能·深度学习
ZGIAI3 小时前
销售团队最缺的不是另一个 AI,而是有人把跟进这件事一直做下去
人工智能·架构
杨杨杨大侠3 小时前
从零训练一个 321 万参数的小模型:用 MLX 看懂 Transformer 的训练过程
aigc·openai·ai编程
隔窗听雨眠3 小时前
MCP会成为Agentic AI的标准吗?技术演进、生态博弈与标准之路的深度分析
人工智能
2601_967659883 小时前
2026年多个网页快速提取重点、自动汇总、对比并整理成表格的AI工具清单
人工智能
IT古董3 小时前
AI资讯日报|2026年9月5日:GPT-6 Astra全量推送却遭“翻车“,奥特曼紧急致歉一天12条大新闻:OpenAI翻车、英伟达收购、最狠AI法案出台
人工智能
chen_zn953 小时前
《WAM 系列》Zero-WAM | 人类视频上下文学习 | 未来片段预测 | 零样本跨任务泛化
人工智能·具身智能·vla
airank3 小时前
2026年GEO服务商选型指南:系统梳理服务商分类框架、主流服务商能力横评、企业级选型六大维度及避坑要点,帮助企业在AI搜索时代做出科学决策。
大数据·人工智能·数据分析·aigc