Low-precision training often relies on stochastic rounding (SR) to keep quantized gradients unbiased and prevent small updates from rounding to zero. Standard SR draws an independent random threshold for every gradient element. However, accelerators generate random numbers on vector units whose throughput lags far behind their matrix units. Drawing one threshold per element saturates the vector unit and can make INT8 training with SR slower than BF16 training. Sharing random thresholds across tensor elements removes this cost but forces those elements to round in the same direction and shifts their rounding errors by a common offset. We find that this offset degrades training primarily through the activation gradient, which propagates the error backward into earlier layers. Because earlier layers cannot cancel an incoming offset using their own local rounding errors, the offset must be removed at the layer where it originates. We propose Structured Subspace Stochastic Rounding (S3R), which quantizes each upstream gradient once for both the activation and weight gradient matrix multiplications and shares a single threshold per token across the hidden dimension. Its error correction, S3R-EC, subtracts the structured mean rounding error from the activation and weight gradients while leaving the optimizer unchanged. In LLM pre-training experiments, uncorrected threshold sharing degrades convergence, whereas S3R-EC eliminates this degradation and matches the validation loss of independent SR. Furthermore, S3R-EC accelerates full INT8 training steps of dense LLMs on TPU v5p by 1.24x to 1.32x over BF16 and by 1.11x over independent SR.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

DeepMind | 通过去噪来进行分子性质预测的预训练
专知会员服务
13+阅读 · 2022年6月27日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4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
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
自定义损失函数Gradient Boosting
AI研习社
14+阅读 · 2018年10月16日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
【深度强化学习】深度强化学习揭秘
产业智能官
21+阅读 · 2017年11月13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
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
2+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 · 2014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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:00
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:42
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:35
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
17+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
18+阅读 · 10月24日
相关VIP内容
DeepMind | 通过去噪来进行分子性质预测的预训练
专知会员服务
13+阅读 · 2022年6月27日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
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
2+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 · 2014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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员