分布式训练中数据分布均匀性优化

指尖流年 +0/-0 0 0 正常 2025-12-24T07:01:19 性能优化 · 数据分布 · 分布式训练

在分布式大模型训练中,数据分布均匀性直接影响训练效率和收敛速度。本文分享几个实用的优化方法。

1. 数据采样策略调整 使用 torch.utils.data.RandomSampler 时,建议设置 replacement=True 来避免数据重复采样不均。代码示例:

sampler = torch.utils.data.RandomSampler(dataset, replacement=True, num_samples=10000)
data_loader = DataLoader(dataset, sampler=sampler, batch_size=32)

2. 数据预处理均匀化 对输入数据进行分桶处理,确保每个批次内样本分布一致。使用 torch.bucketize 进行分桶:

bucket_boundaries = torch.linspace(0, 1, num_buckets+1)
buckets = torch.bucketize(input_tensor, bucket_boundaries)

3. 动态batch size调节 根据各设备数据量动态调整 batch size,保持负载均衡。通过 torch.distributed.all_reduce 获取全局样本数:

local_batch_size = len(local_data)
torch.distributed.all_reduce(local_batch_size, op=torch.distributed.ReduceOp.SUM)

4. 数据加载器优化 设置 num_workers > 0 并调整 pin_memory=True 提升数据加载效率。

DataLoader(dataset, batch_size=64, num_workers=4, pin_memory=True)

以上方法可显著改善分布式训练中的数据分布均匀性,提升整体训练性能。

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讨论

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幽灵船长
幽灵船长 · 2026-01-08T10:24:58
随机采样加替换确实能缓解数据倾斜,但要注意num_samples设置成全局batch_size的整数倍,避免最后几批样本过少影响训练稳定性。
Helen591
Helen591 · 2026-01-08T10:24:58
分桶处理思路不错,建议结合特征分布做动态边界划分,而不是固定等分,这样能更精准地控制每批次内样本的多样性