分类： AI大模型

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Checkpointing Formats：Safetensors与Pickle在安全性与加载速度上的底层差异

好的，没问题。 Checkpointing Formats：Safetensors与Pickle在安全性与加载速度上的底层差异 大家好，今天我们要深入探讨模型Checkpointing的两种主要格式：Safetensors和Pickle。它们在机器学习模型的保存和加载过程中扮演着至关重要的角色。我们将详细分析它们在安全性、加载速度以及底层实现上的差异，并通过代码示例来加深理解。 1. Checkpointing 的基本概念 在深入了解 Safetensors 和 Pickle 之前，我们首先需要理解什么是模型 Checkpointing。简单来说，模型 Checkpointing 是将模型的权重、梯度、优化器状态等信息保存到磁盘的过程。这允许我们： 恢复训练: 从中断的地方继续训练，避免从头开始。 模型部署: 将训练好的模型部署到生产环境中。 模型共享: 与他人分享模型，进行协作和研究。 实验复现: 记录模型在特定训练阶段的状态，方便复现实验结果。 2. Pickle 的工作原理与安全性问题 Pickle 是 Python 中用于序列化和反序列化对象结构的标准库。它可以将 Python …

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HSDP（Hybrid Sharded Data Parallel）：在节点内分片与节点间复制的混合并行策略

HSDP：节点内分片与节点间复制的混合并行策略 大家好，今天我们要深入探讨一种强大的数据并行策略——Hybrid Sharded Data Parallel，简称HSDP。在训练大规模深度学习模型时，我们经常面临内存瓶颈和通信瓶颈。HSDP正是为了缓解这些问题而设计的，它巧妙地结合了节点内分片和节点间复制的优势，从而实现更高效的并行训练。 1. 背景：数据并行的挑战 在深入HSDP之前，我们先回顾一下传统数据并行面临的挑战： 内存限制： 训练超大模型需要巨大的内存空间，单张GPU卡可能无法容纳模型的全部参数和中间激活值。 通信开销： 数据并行需要在不同GPU之间同步梯度，All-Reduce 操作的通信开销会随着GPU数量的增加而迅速增长，成为性能瓶颈。 为了解决这些问题，人们提出了多种数据并行策略，例如： Data Parallel (DP): 每个GPU复制整个模型，但处理不同的数据子集。梯度在所有GPU之间同步。 Model Parallel (MP): 将模型划分到不同的GPU上。 Tensor Parallel (TP): 将单个张量（例如权重矩阵）拆分到多个GPU上。 Fu …

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FSDP（Fully Sharded Data Parallel）进阶：参数卸载与梯度预取的重叠流水线设计

FSDP 进阶：参数卸载与梯度预取的重叠流水线设计 大家好，今天我们深入探讨 FSDP (Fully Sharded Data Parallel) 的进阶技术，重点关注参数卸载 (Parameter Offloading) 和梯度预取 (Gradient Prefetching) 这两个关键特性，以及如何将它们结合起来构建一个高效的重叠流水线。 FSDP 作为一种强大的分布式训练策略，通过将模型参数分割到不同的 GPU 上，显著降低了单 GPU 的内存占用，从而可以训练更大规模的模型。然而，仅仅进行参数分片是不够的，我们还需要进一步优化内存管理和计算效率，而参数卸载和梯度预取就是为此而生的。 1. 参数卸载 (Parameter Offloading) 1.1 为什么需要参数卸载？ 在标准的 FSDP 训练过程中，每个 GPU 负责一部分模型参数的分片。在前向传播和反向传播过程中，每个 GPU 需要访问完整的模型参数，这意味着需要频繁地进行 All-Gather 操作来收集其他 GPU 上的参数。 尽管 FSDP 已经减少了单 GPU 的内存占用，但仍然存在以下问题： 内存瓶颈： 即使 …

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Liger Kernel库：HuggingFace推出的Triton内核库对常见算子的显存极致优化

Liger Kernel库：HuggingFace Triton内核库对常见算子的显存极致优化 大家好！今天我们来深入探讨一下HuggingFace推出的Liger Kernel库。这是一个基于Triton的内核库，专门针对深度学习中常见的算子进行显存优化。在深度学习模型日益庞大的今天，显存的有效利用变得至关重要。Liger Kernel库通过定制化的Triton内核，能够显著降低这些算子的显存占用，从而使得我们能够训练更大规模的模型，或者在资源受限的设备上运行模型。 1. Triton简介：高性能内核编程框架 在深入Liger Kernel库之前，我们先简单回顾一下Triton。Triton是一个开源的编程框架，旨在简化高性能内核的编写过程。它允许开发者使用类似Python的语法来编写内核代码，然后由Triton编译器将其编译成针对特定硬件（例如NVIDIA GPU）优化的低级代码。 Triton的主要优点包括： 易用性: Triton的语法比CUDA或OpenCL更简洁易懂，降低了内核开发的门槛。 高性能: Triton编译器能够自动进行循环展开、向量化等优化，从而生成高效的内核代 …

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Ray Serve在大模型部署中的应用：多模型复合流水线（Compound AI Systems）的编排

Ray Serve 在大模型部署中的应用：多模型复合流水线 (Compound AI Systems) 的编排 大家好，今天我们来深入探讨 Ray Serve 在大模型部署中的应用，特别是如何利用它来编排复杂的多模型复合流水线（Compound AI Systems）。随着大模型能力的日益强大，实际应用场景也变得越来越复杂，往往需要将多个模型串联起来，形成一个完整的服务流程。Ray Serve 正好提供了一个强大的工具，帮助我们构建、部署和管理这种复杂的系统。 1. 什么是多模型复合流水线？ 多模型复合流水线，顾名思义，指的是由多个独立的模型或者服务模块组合而成的复杂系统。每个模块负责特定的任务，通过数据传递和协作，最终完成整个流水线的目标。这种流水线架构具有以下优点： 模块化和可维护性： 将复杂任务分解为更小的、易于管理的模块，方便开发、测试和维护。 可扩展性： 可以根据需要独立地扩展每个模块，提高整体系统的性能。 灵活性： 可以根据不同的需求组合不同的模块，构建不同的流水线，快速适应新的应用场景。 资源优化： 可以针对不同模块选择最合适的硬件资源，例如，GPU密集型的模型部署在GP …

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PyTorch 2.0 Export Path：将动态图模型序列化为静态图以进行AOT编译与优化

PyTorch 2.0 Export Path：将动态图模型序列化为静态图以进行AOT编译与优化 大家好，今天我们来深入探讨 PyTorch 2.0 中一个非常强大的功能：模型导出路径，以及它如何帮助我们将动态图模型转化为静态图，以便进行 Ahead-of-Time (AOT) 编译和优化。这对于提升模型性能，特别是在部署场景下，至关重要。 1. 动态图与静态图：理解根本区别 在深入研究模型导出之前，我们需要明确动态图和静态图之间的核心差异。 动态图 (Define-by-Run): PyTorch 默认采用动态图。这意味着计算图是在模型执行过程中动态构建的。每当模型执行一次，就会根据实际执行的操作生成一个新的计算图。这种方式非常灵活，易于调试和修改，适合快速原型开发。 静态图 (Define-and-Run): 静态图在模型执行之前就已经完全定义好了。所有可能的计算路径都已知，并且可以进行预先优化。 TensorFlow 1.x 是静态图框架的代表。 特性 动态图 (Define-by-Run) 静态图 (Define-and-Run) 图构建时间 运行时 编译时 灵活性 高 低 调 …

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Torch.compile实战：Inductor编译器如何将PyTorch图转化为Triton内核

好的，让我们开始吧。 Torch.compile 实战：Inductor 编译器如何将 PyTorch 图转化为 Triton 内核 大家好，今天我们来深入探讨 PyTorch 2.0 引入的重要特性 torch.compile，特别是它背后的主力编译器 Inductor 如何将 PyTorch 计算图转化为高性能的 Triton 内核。我们会从概念到实践，通过具体的代码示例，逐步揭示 Inductor 的工作原理和优化策略。 1. Torch.compile 简介与 Inductor 的定位 torch.compile 是 PyTorch 2.0 中引入的一个图编译器，旨在将 PyTorch 模型转化为优化的、硬件加速的代码，从而提高训练和推理性能。它的目标是实现"零代码修改"的加速，即用户只需简单地用 torch.compile(model) 包装模型，即可享受性能提升。 在 torch.compile 框架下，有很多后端编译器可以选择，例如： Inductor: PyTorch 官方推荐的后端，它是一个基于 MLIR 的编译器，专注于生成高性能的 CPU 和 …

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WebGPU-LLM：利用WGSL着色器语言在浏览器端实现Llama-3的硬件加速推理

WebGPU-LLM：浏览器端Llama-3硬件加速推理实践 大家好，今天我们来深入探讨一个前沿且极具潜力的课题：利用WebGPU和WGSL着色器语言在浏览器端实现Llama-3的硬件加速推理。 1. 背景与动机 大型语言模型（LLM）如Llama-3在自然语言处理领域取得了显著进展，但其庞大的计算需求也限制了它们在资源受限环境中的应用，例如移动设备和网页浏览器。传统的JavaScript推理速度较慢，无法满足实时交互的需求。WebAssembly虽然提供了性能提升，但与原生代码相比仍有差距。 WebGPU的出现为解决这一问题提供了新的思路。WebGPU是一种现代图形和计算API，它允许在浏览器中利用GPU进行通用计算，从而实现硬件加速。结合WebGPU的WGSL（WebGPU Shading Language）着色器语言，我们可以将LLM的计算密集型操作卸载到GPU上，大幅提升推理速度。 2. WebGPU与WGSL：核心技术剖析 2.1 WebGPU：下一代图形与计算API WebGPU是W3C标准化的下一代图形和计算API，旨在取代WebGL。它具有以下关键优势： 更低的CPU开 …

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TinyLlama训练复盘：在3T Token上训练1.1B模型的Scaling Law超参数调整

TinyLlama训练复盘：在3T Token上训练1.1B模型的Scaling Law超参数调整 大家好，今天我们来复盘一下TinyLlama的训练过程，重点聚焦于如何在3T Token数据集上训练一个1.1B参数的模型，并根据Scaling Law进行超参数调整。TinyLlama的目标是在资源有限的情况下，尽可能地训练出一个性能接近更大模型的语言模型。Scaling Law为我们提供了一个理论框架，指导我们如何在模型大小、数据集大小和计算量之间进行权衡，最终达到最佳的性能。 1. Scaling Law理论基础回顾 Scaling Law的核心思想是，模型的性能（通常用perplexity来衡量）与模型大小（N）、数据集大小（D）和训练计算量（C）之间存在幂律关系。具体而言，我们可以将perplexity (P)表示为： P ∝ N^(-α) * D^(-β) * C^(-γ) 其中，α, β, γ是Scaling Law的指数，它们描述了模型大小、数据集大小和计算量对性能的影响程度。 通常情况下，我们会假设 α, β, γ 为常数。 更常见的是，我们会关注模型大小和数据集大小之 …

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On-Device Embedding：在端侧利用NPU加速向量检索与RAG的本地化实现

On-Device Embedding：在端侧利用NPU加速向量检索与RAG的本地化实现 大家好，今天我们来聊聊一个非常热门且实用的技术方向：On-Device Embedding，也就是在端侧设备上利用神经处理单元（NPU）加速向量检索与检索增强生成（RAG）的本地化实现。 随着大模型的蓬勃发展，RAG技术成为了提升大模型回答质量和知识覆盖范围的重要手段。传统的RAG流程通常需要在云端进行向量嵌入、向量检索和生成，这会带来延迟、隐私问题以及对网络连接的依赖。而将这些流程搬到端侧设备上，则可以有效解决这些问题，实现更快速、更安全、更可靠的本地化RAG体验。 1. 为什么选择端侧Embedding？ 将Embedding和RAG流程迁移到端侧设备，具有以下显著优势： 低延迟: 直接在设备上进行向量检索和生成，避免了网络传输的延迟，响应速度更快。 隐私保护: 数据无需上传到云端，保护用户隐私。 离线可用: 在没有网络连接的情况下也能正常使用RAG功能。 降低成本: 减少了云端计算和存储资源的消耗。 更高的安全性: 减少了数据在传输过程中被窃取的风险。 2. 端侧Embedding面临的挑战 …

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