在训练大型Transformer模型时,显存不足是一个常见的问题。以下是一些可以缓解显存不足的方法:
- 梯度累积:通过在多个小批量中累积梯度,然后一次性更新模型参数,可以模拟大批量的效果而不需要增加显存占用。
- 使用更小的批量大小:减少每个批次的数据量可以降低显存使用,但可能会影响模型的稳定性和收敛速度。
- 模型并行和数据并行:将模型的不同部分分布到多个GPU上,或者将数据分割在多个GPU上并行处理。
- 量化:使用低精度(如FP16)来表示模型的权重和激活,可以减少显存占用。
- 梯度检查点:在训练过程中,只保存部分中间梯度,而不是全部,可以在需要时重新计算其余部分。
- 优化器状态压缩:使用更简单的优化器,如SGD代替Adam,因为Adam需要存储额外的动量和方差参数。
- 参数卸载:将部分模型参数或优化器状态从GPU内存卸载到CPU,需要时再加载。
- 算子融合:将多个操作融合到一个CUDA kernel中,减少内存占用和提高计算效率。
- 使用快速分词器:减少分词过程中的内存占用。
- 动态填充和均匀动态填充:根据序列的实际长度进行填充,减少不必要的计算和内存占用。
- 使用先进的内存管理技术:例如,快手异构计算团队提出的内存管理优化,包括内存Sharing、Caching和Pre-allocation等策略。
- 模型结构改进:例如,使用Infini-attention机制,它通过增量式更新和检索机制,有效处理无限长的输入序列,同时保持有限的内存和计算资源消耗。
这些方法可以单独使用,也可以组合使用,以达到在保持模型性能的同时减少显存占用的目的。例如,结合使用梯度累积和模型并行可以在单个GPU上训练更大的模型,或者使用量化和梯度检查点来减少显存占用并加速训练过程。通过这些优化策略,可以更高效地训练大型Transformer模型。