THC: Accelerating Distributed Deep Learning Using Tensor Homomorphic Compression

Kernekoncepter

Tensor Homomorphic Compression (THC) accelerates distributed deep learning by eliminating computational overheads and improving accuracy.

Resumé

深層学習の分散を加速するために、Tensor Homomorphic Compression（THC）は計算オーバーヘッドを排除し、精度を向上させます。この新しい双方向圧縮フレームワークは、直接圧縮された値の集約を可能にし、従来の計算オーバーヘッドを排除します。さらに、THCはインネットワーク集約（INA）と互換性があり、さらなる加速を実現します。評価では、代表的なビジョンと言語モデルのトレーニングで、INAを使用して1.40〜1.47倍高速に目標精度に到達し、ソフトウェアPSと比較して1.28〜1.33倍高速です。

Statistik

トレーニング時間が目標精度に達するまでの加速率：1.40〜1.47倍
INAを使用した場合のトレーニングスループットの増加率：25％〜54％

Citater

Vigtigste indsigter udtrukket fra

THC

by Minghao Li (... kl. arxiv.org 03-07-2024

https://arxiv.org/pdf/2302.08545.pdf

Dybere Forespørgsler

他のシステム機会と組み合わせてTHCがどのように利用されるか？

THCは、プログラマブルスイッチを使用したPSやソフトウェアPSなど、さまざまなシステム機会と組み合わせて利用することができます。例えば、プログラマブルスイッチを使用したPSでは、PSが単純化されており、圧縮および解凍操作が削除されています。そのため、GPUから整数の表インデックスに浮動小数点型勾配を変換するTHCは非常に適しています。また、RDMAプロトコルなど他の通信プロトコルとも組み合わせることでさらなる効果的な通信手段を提供します。

パケットロスやストラグラー問題への対処方法は

パケットロスやストラグラー問題への対処方法は？
パケットロスやストラグラー問題に対処するためにはいくつかの方法があります。例えば、パケットロスが発生した場合は一部集計（partial aggregation）を行うことで影響を軽減し、「0」で欠落データを埋めることも有効です。また、ストラグラー問題に対処するためにはタイムアウト設定やモデル更新時の同期手法（synchronization scheme）なども考慮すべきです。これらの取り組みによってパフォーマンス向上や精度維持が可能です。

RDMAプロトコルなど他の通信プロトコルと比較した場合、THCはどれだけ効果的か

RDMAプロトコルなど他の通信プロトコルと比較した場合、THCはどれだけ効果的か？
RDMA（Remote Direct Memory Access）プロトコルなど他の通信プロトコルと比較しても、THCは非常に効果的です。特にTHCでは直接圧縮された値を集約し送信するため、高い精度を保ちつつ計算オーバーヘッドを排除します。この仕組みは従来の方法よりも高速で正確性が高い学習手法を実現します。そのためRDMA以外でも優れた性能向上効果が期待できます。