Characterizing and predicting the training performance of modern machine learning (ML) workloads on compute systems with compute and communication spread between CPUs, GPUs, and network devices is not only the key to optimization and planning but also a complex goal to achieve. The primary challenges include the complexity of synchronization and load balancing between CPUs and GPUs, the variance in input data distribution, and the use of different communication devices and topologies (e.g., NVLink, PCIe, network cards) that connect multiple compute devices, coupled with the desire for flexible training configurations. Built on top of our prior work for single-GPU platforms, we address these challenges and enable multi-GPU performance modeling by incorporating (1) data-distribution-aware performance models for embedding table lookup, and (2) data movement prediction of communication collectives, into our upgraded performance modeling pipeline equipped with inter-and intra-rank synchronization for ML workloads trained on multi-GPU platforms. Beyond accurately predicting the per-iteration training time of DLRM models with random configurations with a geomean error of 5.21% on two multi-GPU platforms, our prediction pipeline generalizes well to other types of ML workloads, such as Transformer-based NLP models with a geomean error of 3.00%. Moreover, even without actually running ML workloads like DLRMs on the hardware, it is capable of generating insights such as quickly selecting the fastest embedding table sharding configuration (with a success rate of 85%).


翻译:表征和预测现代机器学习(ML)工作负载在计算和通信分布于CPU、GPU及网络设备之间的计算系统上的训练性能,不仅是优化和规划的关键,也是一个复杂的目标。主要挑战包括CPU和GPU之间同步与负载均衡的复杂性、输入数据分布的差异性,以及连接多个计算设备的不同通信设备和拓扑结构(如NVLink、PCIe、网卡)的使用,同时还需要灵活的训练配置。基于我们先前在单GPU平台上的工作,我们通过将(1)嵌入表查找的数据分布感知性能模型和(2)通信集合的数据移动预测集成到升级的性能建模流水线中(该流水线具备面向多GPU平台训练的ML工作负载的秩间和秩内同步能力),解决了这些挑战,实现了多GPU性能建模。除了能够以5.21%的几何平均误差在两个多GPU平台上准确预测随机配置的DLRM模型每迭代训练时间外,我们的预测流水线还良好地泛化到其他类型的ML工作负载(例如基于Transformer的NLP模型,几何平均误差为3.00%)。此外,即使未在硬件上实际运行如DLRM等ML工作负载,它也能生成诸如快速选择最优嵌入表分片配置(成功率达85%)等洞察。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年7月26日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
9+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
7+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
7+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
10+阅读 · 8月1日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员