一、数据存储挑战和启发
问题:数据规模庞大,如何高效获取、加载和预处理数据成为瓶颈,传统的 I/O 过程可能影响训练速度,尤其是在需要快速读取大量小文件时。
启发:
- 分布式存储和数据并行策略(如 HDFS、Ceph 或 Amazon S3)。将数据切分小块并行处理,最大化资源的使用效率。
- 数据预处理和预加载:利用数据流水线(TensorFlow Data API 或 Pytorch Dataloader)来提前预处理数据,并将其分批加载到内存中,避免每次训练时重复读取和加载数据。
- 存储优化技术:例如,通过使用压缩存储(如 Parquet 文件格式)来减少存储空间的使用,或者使用内存映射文件来避免重复读取,提高 I/O 性能。
二、训练加速与启发
问题:训练速度慢,计算耗时,对硬件资源需求高。当模型的参数和中间结果过大时,如何有效地利用计算节点的内存、网络带宽和存储设备(尤其是 GPU 内存)是一个挑战,任何 I/O 瓶颈都会导致计算效率下降。
启发:
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模型并行和数据并行:在大规模模型训练中,常常结合 数据并行(将训练数据划分到多个设备进行并行训练)和 模型并行(将大模型的不同部分分布到不同的设备上)来加速训练过程。例如,使用 Horovod 或 TensorFlow 分布式策略来扩展模型训练。
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混合精度训练:通过使用 混合精度训练(如 FP16 和 FP32 的结合)&#