Offloading model state to host memory and streaming layer weights let a single multi-GPU node train large mixture-of-experts (MoE) models. GPU memory then becomes a performance budget, shared by resident expert state, retained activations, and execution worksets. The best allocation depends on the expert execution path, batch size, and sequence length. We present OOM (Offload-Optimized MoE), a full-parameter MoE training system that co-designs expert execution and memory allocation. For expert-parallel execution, OOM updates resident experts on their owning GPUs and jointly plans state residency and MoE activation retention according to pipeline dependencies. For local execution, OOM bounds GPU worksets through dependency-aware partitioning; in hybrid models, it also retains attention results on the host to avoid costly recomputation and selectively regenerates layer boundaries through cheaper layers to make room. Calibrated cost models guide joint configuration within GPU and host budgets to minimize step time; OOM selects among the configured paths through short executions. On four H100s, OOM trains with 1M-token contexts, whereas FSDP2, ZeRO-Offload, and MegaTrain exhaust GPU memory at 512K. It also trains a 122B-parameter MoE model, on which all three exhaust host memory. On four 24 GB RTX 4090s, it trains 512K-token contexts and 1,024 1K-token sequences per step without gradient accumulation. Across matched-global-batch comparisons, OOM delivers 1.58x and 4.08x geometric-mean (up to 2.14x and 7.77x) throughput over CPU-offloaded FSDP2 on the two platforms while using the least host memory among the evaluated systems -- as little as 1/3.0 of FSDP2's.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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