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16 GB 权重,为什么训练状态会更多?

本页问题

指定 8B 混合精度 Adam 账本包含 BF16 工作权重 16 GB、低精度梯度 16 GB、FP32 主权重 32 GB,以及各 32 GB 的 m/v。持久小计为 128 GB;激活、临时空间与通信缓冲另计,因此它不是运行峰值。

RC-T1/b0 · 先看工作权重与一次更新

8B 参数 · 指定混合精度 Adam · 十进制 GBBF16 工作权重16 GB同一次更新,各有用途前向 / loss反向梯度权重只是训练状态的一项
先看工作权重与一次更新

仍沿前面的一次更新:先前向计算损失,再求梯度。八十亿参数采用 BF16,每个数两个字节,工作权重就是十六 GB。这里用十进制 GB。权重文件只回答这套参数怎样保存,还没有列出为了修改参数而需要的其他对象。

进一步解释

BF16 和 FP32 分别为每数 2 与 4 bytes;本页不假定某个实际设备容量。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读指16GB工作权重,再指小流程前向→loss→梯度→更新。

本态来源与条件

8B / 四卡混合精度 Adam 教学构造;ZeRO 机制,非硬件实测

RC-T1/b1 · 按用途加入另外四项

8B 参数 · 指定混合精度 Adam · 十进制 GBBF16 工作权重16 GB低精度梯度16 GBFP32 主权重32 GBFP32 统计 m32 GBFP32 统计 v32 GB同一次更新,各有用途前向 / loss反向梯度梯度主权重历史 m/vAdam 更新新主权重 → 工作权重新 m/v → 保存2 + 2 + 4 + 4 + 4 = 16 bytes / 参数
按用途加入另外四项

按本页的混合精度 Adam 设定,再加入十六 GB 低精度梯度、三十二 GB FP32 主权重,以及各三十二 GB 的历史统计 m 和 v。m 累计梯度方向,v 累计梯度平方的信息。当前梯度、主权重与这两份历史共同参与更新;新主权重再转成工作精度,供下一步计算。

进一步解释

m、v 是两份优化器历史统计,不是两套独立模型。图中三类输入一起进入 Adam 更新,再保存新主权重与新 m/v;没有 m/v 先转化为主权重的步骤。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读逐项指账本四条新增对象;核对绿色更新框三类输入。

本态来源与条件

8B / 四卡混合精度 Adam 教学构造;ZeRO 机制,非硬件实测

RC-T1/b2 · 合计与峰值分开

8B 参数 · 指定混合精度 Adam · 十进制 GBBF16 工作权重16 GB低精度梯度16 GBFP32 主权重32 GBFP32 统计 m32 GBFP32 统计 v32 GB同一次更新,各有用途前向 / loss反向梯度梯度主权重历史 m/vAdam 更新新主权重 → 工作权重新 m/v → 保存持久状态小计:128 GB激活、临时空间、通信缓冲另计
合计与峰值分开

五项相加是一百二十八 GB,相当于每参数十六字节。这是持久状态的小计,激活、临时工作区和通信缓冲还在账外,不能把它当运行峰值。现在加到四张卡:硬件容量增加了,程序会不会自动把每张卡保存的内容除以四?

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读指128GB总和与账外项目,再指四卡问题。

本态来源与条件

8B / 四卡混合精度 Adam 教学构造;ZeRO 机制,非硬件实测

接下来

四张卡能否让每张自然只保存四分之一?

补充推导、边界与来源

进一步阅读

条件与来源

以下从计算对象、条件与原始证据继续展开。

原 N44:一次更新,为什么不只需要模型权重?

一次更新先用工作权重做前向,给真实后词分配概率并计算 loss;反向沿计算图求出参数梯度。梯度表示当前损失对参数的局部变化关系,不是另一份模型知识或生成答案。反向还要使用前向激活或重算得到的中间量。

本课程采用混合精度 Adam 教学设定:BF16 工作权重与低精度梯度、FP32 主权重,以及两份 FP32 历史统计 m/v。优化器据此更新主权重,再形成工作权重供后续计算。实际实现可以采用不同精度和状态策略;这不是唯一训练实现。

完整训练状态账本;ZeRO §3.1(原论文讨论 FP16,本课用 BF16 设定)。

原 N45:16 GB 的模型,训练状态可以是 128 GB

以下全部采用十进制 GB,$1GB=10^9$ bytes,N=8×10⁹ 参数。

状态 每参数字节 本课容量
BF16 工作权重 2 16 GB
低精度梯度 2 16 GB
FP32 主权重 4 32 GB
FP32 统计 m 4 32 GB
FP32 统计 v 4 32 GB
持久状态小计 16 128 GB

图中五条从相同零点起,16GB 条长是32GB条的一半。128GB 不包括激活、临时算子空间、通信缓冲及运行环境;不能当实际运行峰值,也不是所有8B模型的固定训练需求。

分布训练正文 保留精度、激活重算和峰值条件;原账本说明。

本页证据与条件

8B / 四卡混合精度 Adam 教学构造;ZeRO 机制,非硬件实测

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