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booster 使用
作者: Mingyan Jiang Jianghai Chen
预备知识:
示例代码
简介
在我们的新设计中， colossalai.booster 代替 colossalai.initialize 将特征(例如，模型、优化器、数据加载器)无缝注入您的训练组件中。 使用 booster API, 您可以更友好地将我们的并行策略整合到待训练模型中. 调用 colossalai.booster 是您进入训练循环前的基本操作。
在下面的章节中，我们将介绍 colossalai.booster 是如何工作的以及使用时我们要注意的细节。
Booster 插件
Booster 插件是管理并行配置的重要组件（eg：gemini 插件封装了 gemini 加速方案）。目前支持的插件如下：
GeminiPlugin: GeminiPlugin 插件封装了 gemini 加速解决方案，即基于块内存管理的 ZeRO 优化方案。
TorchDDPPlugin: TorchDDPPlugin 插件封装了 DDP 加速方案，实现了模型级别的数据并行，可以跨多机运行。
LowLevelZeroPlugin: LowLevelZeroPlugin 插件封装了零冗余优化器的 1/2 阶段。阶段 1：切分优化器参数，分发到各并发进程或并发 GPU 上。阶段 2：切分优化器参数及梯度，分发到各并发进程或并发 GPU 上。
Booster 接口
{{ autodoc:colossalai.booster.Booster }}
使用方法及示例
在使用 colossalai 训练时，首先需要在训练脚本的开头启动分布式环境，并创建需要使用的模型、优化器、损失函数、数据加载器等对象。之后，调用colossalai.booster 将特征注入到这些对象中，您就可以使用我们的 booster API 去进行您接下来的训练流程。
以下是一个伪代码示例，将展示如何使用我们的 booster API 进行模型训练:
import torch
from torch.optim import SGD
from torchvision.models import resnet18
import colossalai
from colossalai.booster import Booster
from colossalai.booster.plugin import TorchDDPPlugin
def train():
colossalai.launch(config=dict(), rank=rank, world_size=world_size, port=port, host='localhost')
plugin = TorchDDPPlugin()
booster = Booster(plugin=plugin)
model = resnet18()
criterion = lambda x: x.mean()
optimizer = SGD((model.parameters()), lr=0.001)
scheduler = torch.optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size=1, gamma=0.1)
model, optimizer, criterion, _, scheduler = booster.boost(model, optimizer, criterion, lr_scheduler=scheduler)
x = torch.randn(4, 3, 224, 224)
x = x.to('cuda')
output = model(x)
loss = criterion(output)
booster.backward(loss, optimizer)
optimizer.clip_grad_by_norm(1.0)
optimizer.step()
scheduler.step()
save_path = "./model"
booster.save_model(model, save_path, True, True, "", 10, use_safetensors=use_safetensors)
new_model = resnet18()
booster.load_model(new_model, save_path)