Pytorch Lightning verarbeitet Gradientenkommunikation auf TPUs durch Nutzung von Pytorch -Strategie von DistributedDataparallel (DDP), die in die XLA -Bibliothek integriert ist, um eine optimierte Leistung auf TPUs zu erzielen. So funktioniert es:
1.. Distributed Training: Die "Trainer" von Pytorch Lightning verwaltet den Trainingsprozess, einschließlich verteilter Schulungen in TPU -Kernen. Es verwendet einen "verteilten DataMpler", um die Daten an jedem TPU -Kern angemessen zu verteilen [1].
2. Modellreplikation: Das Modell wird in jedem TPU -Kern repliziert, was eine parallele Berechnung ermöglicht. Diese Replikation wird von der DDP -Strategie von Pytorch behandelt, die sicherstellt, dass jeder Kern einen Teil der Daten verarbeitet [1].
3. Gradientenkommunikation: Nach dem Berechnen lokaler Gradienten auf jedem Kern verwendet Pytorch Lightning die XLA -Bibliothek, um diese Gradienten über Kerne hinweg zu synchronisieren. Dies wird durch einen AllReduce -Betrieb erreicht, der die Gradienten aus allen Kernen aggregiert und die Modellparameter über alle Repliken gleichmäßig aktualisiert [2].
4. Synchrone Updates: Die Funktion `optimizer_step (optimizer)` in Pytorch / XLA wird verwendet, um Gradienten zu berechnen und synchrone Updates zu initiieren. Dies stellt sicher, dass alle Modellrepliken in jeder Trainings -Iteration aus demselben Zustand beginnen und die Konsistenz in der verteilten Umgebung aufrechterhalten [2].
Insgesamt vereinfacht Pytorch Lightning den Prozess von Trainingsmodellen auf TPUs durch Automatisierung der Verteilung von Daten und Gradienten, sodass Benutzer sich auf die Modellentwicklung konzentrieren können, ohne sich über die zugrunde liegenden verteilten Trainingskomplexitäten zu sorgen.
Zitate:[1] https://cloud.google.com/blog/products/ai-machine-learning/train-ml-models-with-pytorch-lighting-on-tpus
[2] https://cloud.google.com/blog/topics/developers-practitioners/scaling-teep-learning-workloads-pytorch-xla-and-cloud-tpu-vm
[3] https://www.youtube.com/watch?v=ebzcivdr21o
[4] https://pytorch-lightning.readthedocs.io/en/1.1.8/multi_gpu.html
[5] https://lightning.ai/docs/pytorch/lts/api/pytorch_lightning.core.lightningmodule.html
[6] https://pytorch-lightning.readthedocs.io/en/1.5.10/advanced/multi_gpu.html
[7] https://devblog.pytorchlightning.ai/announcing-lightning-1-4-8cd20482aee9
[8] https://github.com/lightning-ai/lightning/issues/18089
[9] https://pytorch-lightning.readthedocs.io/en/1.3.8/advanced/advanced_gpu.html