Pytorch Lightningは、TPUで最適化されたパフォーマンスのためにXLAライブラリと統合されたPytorchの分配Datapar Allecl(DDP)戦略を活用することにより、TPUの勾配通信を処理します。これがどのように機能しますか:
1。分散トレーニング:Pytorch Lightningの「トレーナー」クラスは、TPUコア全体で分散トレーニングを含むトレーニングプロセスを管理します。 `distributeddatasampler`を使用して、データを各TPUコアに適切に配布します[1]。
2。モデルの複製:モデルは各TPUコア間で複製され、並列計算が可能になります。この複製は、PytorchのDDP戦略によって処理され、各コアがデータの一部を処理することが保証されます[1]。
3。勾配通信:各コアでローカルグラデーションを計算した後、Pytorch LightningはXLAライブラリを使用して、コア間でこれらの勾配を同期させます。これは、すべてのコアからの勾配を集約し、すべてのレプリカでモデルパラメーターを均一に更新するAllReduce操作によって達成されます[2]。
4。同期更新: `Optimizer_Step(Optimizer)` Pytorch / XLAの関数は、勾配を計算し、同期更新を開始するために使用されます。これにより、すべてのモデルレプリカがすべてのトレーニング反復で同じ状態から始まり、分散環境全体で一貫性を維持します[2]。
全体として、Pytorch Lightningは、データと勾配の分布を自動化することにより、TPUのトレーニングモデルのプロセスを簡素化し、ユーザーが基礎となるトレーニングの複雑さを心配することなくモデル開発に集中できるようにします。
引用:[1] https://cloud.google.com/blog/products/ai-machine-learning/train-ml-models-with-pytorch-lightning on-tpus
[2] https://cloud.google.com/blog/topics/developers-practitioners/scaling-deep-learning-workloads-pytorch- xla-cloud-tpu-vm
[3] https://www.youtube.com/watch?v=ebzcivdr21o
[4] https://pytorch-lightning.readthedocs.io/en/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-1-8cd20482aee9
[8] https://github.com/lightning-ai/lightning/issues/18089
[9] https://pytorch-lightning.readthedocs.io/en/1.3.8/advanced/advanced_gpu.html