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一、介紹一下 gradient accumulation 顯存優(yōu)化方式?
正常情況下是一個batch之后統(tǒng)一計算梯度大小,gradient accumulation可以再指定個batch之后一起更新梯度,
這種情況下,可以再batch_size很小的時候,提升真正的batch_size,是一種顯存占用的優(yōu)化算法。隨著模型和
數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大,顯存緊張的時候,需要把batch_size設置的很小,使用gradient accumulation的技術可以在
實際上提高真正的batch_size【如果batch_size很小的話,會導致訓練不穩(wěn)定,收斂更慢】
梯度累積(Gradient Accumulation)是深度學習訓練中的一種技術,用于在一次反向傳播(backpropagation)
中累積多個小批量數(shù)據(jù)的梯度,然后一次性更新模型參數(shù)。這個技術的主要目的是在內存有限的情況下,能夠有
效地使用大批量數(shù)據(jù)進行訓練,從而提高模型性能。以下是梯度累積的詳細解釋:
盡管梯度累積可以提供上述優(yōu)勢,但也需要注意一些問題。較大的累積步數(shù)可能導致更新頻率過低,從而降低訓
練速度。此外,累積梯度可能會導致一些優(yōu)化算法的性能下降,因為一次性更新參數(shù)可能會影響動量和學習率等
參數(shù)的計算。總之,梯度累積是一種有效的技術,可以在內存有限的情況下,充分利用大批量數(shù)據(jù)進行深度學習
模型的訓練,從而提高性能和效率。在使用梯度累積時,需要根據(jù)具體情況進行參數(shù)的設置和調整。
傳統(tǒng)的梯度更新方式,對于每一個batch都進行損失計算和梯度更新:
1. 背景:在深度學習中,通常會使用小批量隨機梯度下降(Mini-batch Stochastic Gradient Descent,簡稱
SGD)來訓練模型。每個小批量數(shù)據(jù)都會計算一次梯度,并用這個梯度來更新模型參數(shù)。然而,在某些情況
下,由于顯存(GPU內存)的限制,無法一次性處理大批量數(shù)據(jù)。這可能會限制了模型的批量大小,從而影
響了訓練效率和性能。
2. 梯度累積的原理:梯度累積的基本思想是,將多個小批量數(shù)據(jù)的梯度累積起來,然后一次性更新模型參數(shù)。
具體操作是,對于每個小批量數(shù)據(jù),計算其梯度,并將這些梯度累積在一起。當累積的梯度達到一定數(shù)量時
(通常稱為累積步數(shù)),才執(zhí)行一次參數(shù)更新操作。
3. 作用:梯度累積的主要作用有以下幾點:
a. 內存效率:梯度累積允許在內存有限的情況下,使用更大的批量數(shù)據(jù)進行訓練。雖然每個小批量數(shù)據(jù)
的梯度會被累積,但累積的過程不會占用額外的內存空間,因此可以充分利用計算資源,提高訓練效
率。
b. 穩(wěn)定性:大批量數(shù)據(jù)可能包含更全面和豐富的信息,可以減少梯度的方差,從而在訓練過程中提供更
穩(wěn)定的梯度信號,有助于更快地收斂到較好的模型狀態(tài)。
c. 參數(shù)更新頻率控制:通過設置累積步數(shù),可以控制參數(shù)更新的頻率。這可以在訓練過程中進行靈活的
調整,以適應不同的硬件限制和訓練需求