關(guān)于DeepSeek V3訓(xùn)推優(yōu)化的剖析

DeepSeek V3訓(xùn)練推理優(yōu)化分析。

原標(biāo)題：關(guān)于DeepSeek V3訓(xùn)推優(yōu)化的剖析
文章來源：智猩猩GenAI
內(nèi)容字數(shù)：3426字

大模型訓(xùn)練與推理加速策略深度解析

本文解讀知乎文章，分析一種新型大模型的訓(xùn)練和推理加速策略，并對其實現(xiàn)方法和潛在瓶頸進行探討。

1. 訓(xùn)練成本與加速策略

該模型在14.8T tokens的訓(xùn)練中，僅花費不到600萬美元，約為Llama 3.1 (15T+ tokens) 成本的十分之一。作者認為，簡單地追求十倍加速是不現(xiàn)實的，需要深入理解模型訓(xùn)練的計算瓶頸(MFU)。作者高度評價了該軟件公司在CUDA軟件和硬件方面的深厚功底，認為其在大模型基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域?qū)儆趪鴥?nèi)外頂尖水平。由于論文未披露訓(xùn)練MFU，難以精確評估優(yōu)化效果。作者通過計算舉例說明了如何根據(jù)已知數(shù)據(jù)估算MFU，并指出結(jié)果與預(yù)期存在偏差，需要讀者自行驗證。

2. MoE架構(gòu)的挑戰(zhàn)與優(yōu)化

作者指出MoE架構(gòu)相比于稠密模型，引入了All-to-All通信成本和專家均衡兩個新的挑戰(zhàn)。理解這兩個問題是理解MoE實現(xiàn)的關(guān)鍵。 文章對訓(xùn)練加速點進行了推測，樂觀估計FP8加速可提升訓(xùn)練速度接近一倍，32k序列長度可提升80%，但128k序列長度下attention計算占比會超過gemm，可能達到40%-50%。

3. 硬件與軟件協(xié)同優(yōu)化

文章分析了FP8混合精度帶來的加速和顯存節(jié)省，并探討了在H800上，由于量化、精度等因素，F(xiàn)P8加速并非簡單的兩倍。作者還提到了TP/PP/EP的調(diào)整，以及針對TP=1時容易出現(xiàn)的顯存溢出(OOM)問題，并分析了其原因。Dual-pipe調(diào)度策略可以減少約50%的bubble，但其效果依賴于單DP的batch size。All-to-All通信的overlap優(yōu)化效果取決于序列長度，在128k序列長度下，其優(yōu)化效果可能在10%-20%之間。文章還分析了跨節(jié)點通信優(yōu)化策略，指出實際帶寬與理論帶寬存在差距，并強調(diào)了可觀測性的重要性。Warp spec技術(shù)通過劃分SM資源來平衡計算和通信，但同時也減少了部分可用計算單元。

4. MoE Token Dispatch 均衡

文章簡要提及了通過調(diào)整dispatch輔助loss來實現(xiàn)MoE token dispatch均衡，從而提升訓(xùn)練速度，但并未進行詳細的量化分析。

5. 訓(xùn)練加速總結(jié)

綜合考慮FP8加速和其它優(yōu)化策略，作者估計總的訓(xùn)練加為一倍左右。作者強調(diào)，單純追求成倍提升訓(xùn)練速度是不現(xiàn)實的，突破gemm/attention MFU才是關(guān)鍵。作者的策略是增大mb/seq，優(yōu)化gemm/attention計算占比，降低通信占比。

6. 推理加速策略

在推理方面，該模型相比于V2版本，吞吐量提升了3倍以上，MTP提升了1.8倍。文章指出，推理加速主要得益于MB pipeline編排實現(xiàn)All-to-All overlap，PD分離，以及預(yù)填充(prefill)架構(gòu)和解碼架構(gòu)的不同。 文章還重點介紹了其分布式推理架構(gòu)，特別是解碼集群的設(shè)計，其中包含了冗余expert的設(shè)計，以應(yīng)對熱點expert問題和提高容錯能力。但是，文章也指出了集群容災(zāi)問題有待進一步解決。

7. 總結(jié)與展望

文章對該大模型的訓(xùn)練和推理加速策略進行了深入分析，并指出了其潛在的瓶頸和優(yōu)化方向。作者強調(diào)了可觀測性、硬件和軟件協(xié)同優(yōu)化以及對計算瓶頸的深刻理解的重要性。 文章信息基于對論文的理解和推測，期待更多業(yè)內(nèi)人士的討論和補充。

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作者簡介：智猩猩旗下公眾號之一，深入關(guān)注大模型與AI智能體，及時搜羅生成式AI技術(shù)產(chǎn)品。