Increasing the context length of large language models (LLMs) unlocks fundamentally new capabilities, but also significantly increases the memory footprints of training. Previous model-parallel systems such as Megatron-LM partition and compute different attention heads in parallel, resulting in large communication volumes, so they cannot scale beyond the number of attention heads, thereby hindering its adoption. In this paper, we introduce a new approach, LightSeq, for long-context LLMs training. LightSeq has many notable advantages. First, LightSeq partitions over the sequence dimension, hence is agnostic to model architectures and readily applicable for models with varying numbers of attention heads, such as Multi-Head, Multi-Query and Grouped-Query attention. Second, LightSeq not only requires up to 4.7x less communication than Megatron-LM on popular LLMs but also overlaps the communication with computation. To further reduce the training time, LightSeq features a novel gradient checkpointing scheme to bypass an forward computation for memory-efficient attention. We evaluate LightSeq on Llama-7B and its variants with sequence lengths from 32K to 512K. Through comprehensive experiments on single and cross-node training, we show that LightSeq achieves up to 1.24-2.01x end-to-end speedup, and a 2-8x longer sequence length on models with fewer heads, compared to Megatron-LM. Codes will be available at https://github.com/RulinShao/LightSeq.


翻译:增大大型语言模型(LLMs)的上下文长度能解锁全新的能力,但同时也显著增加了训练过程中的内存占用。此前诸如Megatron-LM等模型并行系统通过对不同注意力头进行分区并行计算,导致通信量庞大且无法扩展到超过注意力头数量的规模,从而阻碍了其应用。本文提出了一种面向长上下文LLM训练的新方法LightSeq。LightSeq具有多项显著优势:首先,该方法在序列维度上进行数据分区,因此对模型架构具有无关性,可轻松适配具有不同注意力头数量的模型(如多头注意力、多查询注意力和分组查询注意力)。其次,与Megatron-LM相比,LightSeq在主流LLM上的通信量最多可降低4.7倍,同时能实现通信与计算的重叠。为进一步缩短训练时间,LightSeq设计了一种新颖的梯度检查点方案,可绕过内存高效注意力中的一次前向计算。我们在Llama-7B及其变体上对序列长度从32K到512K的场景进行了评估。通过单节点与跨节点的全面实验表明:与Megatron-LM相比,LightSeq可实现端到端1.24-2.01倍的加速比,并在注意力头较少的模型上支持2-8倍更长的序列长度。相关代码将发布于https://github.com/RulinShao/LightSeq。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
18+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
47+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2023年9月2日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
18+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
47+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员