In the last few years, the memory requirements to train state-of-the-art neural networks have far exceeded the DRAM capacities of modern hardware accelerators. This has necessitated the development of efficient algorithms to train these neural networks in parallel on large-scale GPU-based clusters. Since computation is relatively inexpensive on modern GPUs, designing and implementing extremely efficient communication in these parallel training algorithms is critical for extracting the maximum performance. This paper presents AxoNN, a parallel deep learning framework that exploits asynchrony and message-driven execution to schedule neural network operations on each GPU, thereby reducing GPU idle time and maximizing hardware efficiency. By using the CPU memory as a scratch space for offloading data periodically during training, AxoNN is able to reduce GPU memory consumption by four times. This allows us to increase the number of parameters per GPU by four times, thus reducing the amount of communication and increasing performance by over 13%. When tested against large transformer models with 12-100 billion parameters on 48-384 NVIDIA Tesla V100 GPUs, AxoNN achieves a per-GPU throughput of 49.4-54.78% of theoretical peak and reduces the training time by 22-37 days (15-25% speedup) as compared to the state-of-the-art.


翻译:在过去几年里,培训最先进的神经网络的记忆要求远远超过现代硬件加速器DRAM的DRAM能力,这就需要开发高效算法,在大规模基于 GPU 的集群上平行培训这些神经网络。由于计算在现代 GPU 上相对便宜,设计和实施这些平行培训算法中极为高效的通信对于提取最大性能至关重要。本文展示了AxoNN,这是一个平行的深层学习框架,利用无同步和信息驱动执行来安排每个GPU的神经网络操作,从而减少GPU闲置时间并最大限度地提高硬件效率。由于将CPU的记忆用作定期卸载数据的刮痕空间,AxONN能够将GPU的内存消耗减少4倍。这使我们能够将GPU的参数数量增加4倍,从而将通信量减少13%以上。在用大型变压模型进行测试时,在48-384 NVDIA Tesla V100 GPU-PUM 和22-25NPN 的顶峰值(1578-25G) 将每48-38-500 GPO-25PM-25PM-最高速度降为15-25PU的15-25PM-25PMxxxxxxxxx)。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
90+阅读 · 2021年6月29日
【MIT】反偏差对比学习,Debiased Contrastive Learning
专知会员服务
92+阅读 · 2020年7月4日
【google】监督对比学习,Supervised Contrastive Learning
专知会员服务
33+阅读 · 2020年4月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Accelerated Methods for Deep Reinforcement Learning
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月10日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
Arxiv
8+阅读 · 2018年6月19日
Arxiv
8+阅读 · 2018年5月15日
VIP会员
最新内容
刚刚!Jev中文教程项目发布了
专知会员服务
0+阅读 · 10月4日
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
12+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
8+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
17+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
11+阅读 · 9月23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
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员