Distributed stochastic gradient descent (SGD) is limited by communication rather than computation, since each iteration requires an AllReduce across processes. Communication-avoiding SGD (CA-SGD) amortizes communication over $s$ iterations by replacing $s$ consecutive AllReduces with a single AllReduce of an $sb\times sb$ Gram matrix, trading more computation and bandwidth for fewer synchronization points. Modern GPUs with matrix hardware and reduced-precision formats offset this by accelerating the Gram GEMM and shrinking BF16 traffic. We study mixed-precision CA-SGD for generalized linear models on NVIDIA GPUs. Our finite-precision analysis decomposes the local rounding error of one CA-SGD outer iteration into nine independent precision choices, depending on the hardware only through its low-precision unit roundoffs, so the resulting recipes transfer in principle across GPU generations. The recipe stores the input matrix and margin vector in low precision, computes the Gram matrix from low-precision inputs with high-precision accumulation, communicates it in high precision, and performs the inner recurrence and weight updates in high precision. On NERSC Perlmutter A100 GPUs, mixed-precision CA-SGD matches FP32 SGD loss within $0.5\%$ on logistic, linear, and Poisson problems and reaches $5.1$--$6.8\times$ speedup over FP32 SGD on epsilon, SUSY, HIGGS, synth, and Poisson-synth. Our software is available at https://doi.org/10.5281/zenodo.20448273


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述:生成式通信,面向6G的可控生成新范式
专知会员服务
11+阅读 · 7月13日
Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
混合增强视觉认知架构及其关键技术进展
专知会员服务
46+阅读 · 2021年11月20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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
1+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
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
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
6+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
6+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
9+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
14+阅读 · 7月31日
相关VIP内容
综述:生成式通信,面向6G的可控生成新范式
专知会员服务
11+阅读 · 7月13日
Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
混合增强视觉认知架构及其关键技术进展
专知会员服务
46+阅读 · 2021年11月20日
相关基金
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
1+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
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员