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惰性初始化

作者: Hongxin Liu

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引言

LazyTensor 允许深度学习框架 (PyTorch) 延迟执行操作,方法是存储与其相关的所有操作并在需要具体化时重新运行它们。

LazyInit 基于 LazyTensor并支持延迟模型初始化。

这在我们使用模型并行来训练大型模型时特别有用,在这种情况下模型无法容纳在 GPU 内存中。通过这个,我们可以使用 Meta 张量初始化模型张量并进行静态分析以获得分片策略。然后具体化每个张量并应用分片策略。如果事先知道分片策略,则可以省略静态分析。

用法

您可以在使用 Gemini、张量并行、流水线并行和自动并行时使用惰性初始化。在其他情况下您可能不需要使用惰性初始化。

Gemini 与惰性初始化兼容。您可以直接将它们一起使用。

from colossalai.booster import Booster
from colossalai.booster.plugin import GeminiPlugin
from colossalai.lazy import LazyInitContext
from colossalai.nn.optimizer import HybridAdam
from torch.nn import Linear
import colossalai

colossalai.launch_from_torch({})

plugin = GeminiPlugin()
booster = Booster(plugin=plugin)

with LazyInitContext():
    model = Linear(10, 10)

optimizer = HybridAdam(model.parameters())
model, optimizer, *_ = booster.boost(model, optimizer)

请注意,在使用 Gemini 时使用惰性初始化不是必需的,但建议使用。如果不使用惰性初始化,在初始化模型时可能会出现 OOM 错误。如果使用惰性初始化,则可以避免此错误。

⚠ 对张量并行、流水线并行和自动并行的惰性初始化支持仍在开发中。

从预训练模型加载

我们不应该在 LazyInitContext 中加载预训练权重。如果这样,惰性初始化就没有意义,因为检查点已加载并且需要大量 GPU 内存。推荐的方法是在 LazyInitContext 中初始化模型,并在调用 Booster.boost() 后在 LazyInitContext 之外加载预训练权重。

with LazyInitContext():
    model = GPT2LMHeadModel(config)

optimizer = ...
lr_scheduler = ...
dataloader = ...
model, optimizer, lr_scheduler, dataloader = booster.boost(model, optimizer, lr_scheduler, dataloader)

booster.load_model(model, pretrained_path)

由于 booster 同时支持 pytorch 风格的 checkpoint 和 huggingface/transformers 风格的预训练权重,上述伪代码的 pretrained_path 可以是 checkpoint 文件路径或预训练权重路径。请注意,它不支持从网络加载预训练权重。您应该先下载预训练的权重,然后使用本地路径。