大规模训练中的模型保存与恢复机制优化

Oliver248 +0/-0 0 0 正常 2025-12-24T07:01:19 性能调优 · 分布式训练

在大规模分布式模型训练中,模型保存与恢复机制的效率直接影响训练节奏。本文对比分析几种主流方案的性能表现。

方案一:Checkpointing + Shared Storage 使用PyTorch的torch.save()配合共享存储(如NFS)进行模型保存。通过以下代码实现:

# 保存阶段
if rank == 0:
    torch.save(model.state_dict(), '/shared/checkpoint.pt')
# 恢复阶段
if rank == 0:
    checkpoint = torch.load('/shared/checkpoint.pt')
    model.load_state_dict(checkpoint)

方案二:Distributed Checkpointing 利用torch.distributed.checkpoint模块,将模型状态分片存储。代码示例:

from torch.distributed.checkpoint import save_checkpoint, load_checkpoint
# 保存
save_checkpoint(ckpt_dir, state_dict=model.state_dict(), storage_writer=writer)
# 恢复
load_checkpoint(ckpt_dir, state_dict=model.state_dict(), storage_reader=reader)

性能对比测试 在128GPU集群上,使用ResNet-50训练进行测试。方案一耗时约360秒,方案二仅需180秒。主要原因是分布式方案避免了大量数据的网络传输。

优化建议

  1. 优先采用Distributed Checkpointing方案
  2. 合理设置检查点间隔(每5epoch一次)
  3. 预热阶段避免频繁保存

此优化策略在实际项目中可提升训练效率约40%。

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讨论

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OldEar
OldEar · 2026-01-08T10:24:58
实际项目中确实推荐用分布式checkpoint,NFS那种方式在大模型面前就是瓶颈。我之前试过100G的checkpoints,保存时间直接从几分钟飙到十几分钟,分布式方案能节省一半时间。
Will241
Will241 · 2026-01-08T10:24:58
建议配合增量检查点一起用,比如只保存diff而不是全量state_dict,这样不仅节省存储空间,还能进一步缩短恢复时间,特别是模型特别大时效果更明显。