Scaling large language models (LLMs) demands extensive data and computing resources, which are traditionally constrained to data centers by the high-bandwidth requirements of distributed training. Low-bandwidth methods like federated learning (FL) could enable collaborative training of larger models across weakly-connected GPUs if they can effectively be used for pre-training. To achieve this, we introduce Photon, the first complete system for federated end-to-end LLM training, leveraging cross-silo FL for global-scale training with minimal communication overheads. Using Photon, we train the first federated family of decoder-only LLMs from scratch. We show that: (1) Photon can train model sizes up to 7B in a federated fashion while reaching an even better perplexity than centralized pre-training; (2) Photon model training time decreases with available compute, achieving a similar compute-time trade-off to centralized; and (3) Photon outperforms the wall-time of baseline distributed training methods by 35% via communicating 64x-512xless. Our proposal is robust to data heterogeneity and converges twice as fast as previous methods like DiLoCo. This surprising data efficiency stems from a unique approach combining small client batch sizes with extremely high learning rates, enabled by federated averaging's robustness to hyperparameters. Photon thus represents the first economical system for global internet-wide LLM pre-training.


翻译:摘要:规模化大语言模型(LLM)需要海量数据和计算资源,传统上由于分布式训练对高带宽的要求,这些资源局限于数据中心内。如果能够有效用于预训练,联邦学习等低带宽方法可支持在弱连接GPU间协作训练更大规模的模型。为此,我们提出Photon——首个用于联邦端到端LLM训练的系统,利用跨孤岛联邦学习以极低通信开销实现全球规模训练。借助Photon,我们从零训练了首个联邦式解码器专用LLM族。研究表明:(1)Photon能以联邦方式训练高达7B的模型,其困惑度甚至优于集中式预训练;(2)Photon的模型训练时间随可用算力增加而降低,实现了与集中式相似的算力-时间权衡;(3)通过减少64至512倍的通信量,Photon将基准分布式训练方法的耗时显著降低了35%。我们的方案对数据异质性具有鲁棒性,且收敛速度是DiLoCo等先前方法的两倍。这种惊人的数据效率源于独特的方法:结合小型客户端批量与极高学习率,而这得益于联邦平均超参数鲁棒性。因此,Photon代表了首个经济可行的全球互联网规模LLM预训练系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

在搭建网络模型时,需要随机初始化参数,然后开始训练网络,不断调整直到网络的损失越来越小。在训练的过程中,一开始初始化的参数会不断变化。当参数训练到比较好的时候就可以将训练模型的参数保存下来,以便训练好的模型可以在下次执行类似任务时获得较好的结果。
什么是后训练?大语言模型训练后优化方法综述,87页pdf
LLM后训练:深入探讨推理大语言模型
专知会员服务
40+阅读 · 2025年3月3日
【博士论文】朝向大规模语言模型的原则性训练与服务
专知会员服务
10+阅读 · 2025年2月10日
Llama-3-SynE:实现有效且高效的大语言模型持续预训练
专知会员服务
36+阅读 · 2024年7月30日
大型语言模型(LLMs),附Slides与视频
专知会员服务
71+阅读 · 2024年6月30日
【白皮书】从头训练大型语言模型LLM最佳实践
专知会员服务
150+阅读 · 2023年8月24日
ICML2020 图神经网络的预训练
图与推荐
12+阅读 · 2020年4月4日
哈工大讯飞联合实验室发布中文XLNet预训练模型
哈工大SCIR
13+阅读 · 2019年8月20日
一大批中文(BERT等)预训练模型等你认领!
PaperWeekly
15+阅读 · 2019年6月25日
NLP预训练模型大集合!
机器之心
21+阅读 · 2018年12月28日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+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
9+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月11日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
4+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:33
相关VIP内容
什么是后训练?大语言模型训练后优化方法综述,87页pdf
LLM后训练:深入探讨推理大语言模型
专知会员服务
40+阅读 · 2025年3月3日
【博士论文】朝向大规模语言模型的原则性训练与服务
专知会员服务
10+阅读 · 2025年2月10日
Llama-3-SynE:实现有效且高效的大语言模型持续预训练
专知会员服务
36+阅读 · 2024年7月30日
大型语言模型(LLMs),附Slides与视频
专知会员服务
71+阅读 · 2024年6月30日
【白皮书】从头训练大型语言模型LLM最佳实践
专知会员服务
150+阅读 · 2023年8月24日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+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
9+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员