PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Aerospace· 2026Q2

Heterojen Kümelerde Veri Paralel Eğitim için Dinamik Yük Dengeleme ve İletişim Optimizasyonu

Dynamic Load Balancing and Communication Optimization for Data-Parallel Training on Heterogeneous Clusters

Ruiming Wen, Wenjing Hou, Hongchen Wen, Wenhong Tian

Kısa özet

Yeni bir veri paralel eğitim yöntemi olan IDAT-MRA, yerel yığın boyutlarını dinamik olarak ayarlayarak ve iletişim iş akışlarını optimize ederek heterojen GPU kümelerinde eğitimi 1,41x-1,82x hızlandırıyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Düğüm işlem hızlarına göre yerel yığın boyutlarını dinamik olarak atayarak heterojen düğümlerde yükleri dengelemek için Iteration-Level Dynamic Batch Adjustment (IDAT) tanıtıldı.
  • İletişim başlangıç ve gereksiz güncelleme maliyetlerini azaltmak için Reduce-Scatter, parçalanmış parametre güncellemeleri ve All-Gather'ı entegre eden iletişim optimizasyonu (MRA) uygulandı.
  • Yalnızca IDAT ile 1,03x-1,04x hızlanma ve birleşik IDAT-MRA şeması ile 1,41x-1,82x hızlanma elde edildi.
  • Mutlak doğruluk farkı 0,02 yüzde puanını geçmeyecek şekilde yüksek doğruluk korundu.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

The growing adoption of artificial intelligence in space communications has imposed increasingly demanding efficiency requirements on deep learning training for tasks such as intelligent signal processing and resource allocation. However, performance disparities and workload fluctuations across heterogeneous nodes cause synchronization delays, while gradient aggregation and redundant parameter updates further increase training overhead. This paper proposes a data-parallel training method that combines dynamic load balancing with communication optimization. The Iteration-Level Dynamic Batch Adjustment algorithm (IDAT) estimates node processing rates online and dynamically assigns local batch sizes while maintaining a fixed global batch size, with a time-variation threshold, integer adjustment, and GPU memory constraints used to control overhead. The communication optimization algorithm (MRA) integrates Reduce-Scatter, sharded parameter updates, and All-Gather into a unified workflow to reduce communication startup and redundant update costs. Experiments using ResNet-50, AlexNet, and VGG-16 on a cluster of three servers and five NVIDIA V100-series GPUs show that IDAT achieves a 1.03×–1.04× speedup over the baseline, while the combined IDAT–MRA scheme achieves a 1.41×–1.82× speedup over the native PyTorch DDP 1.12.1 and Horovod 0.28.1 configurations, with an absolute accuracy difference of no more than 0.02 percentage points. These results demonstrate the effectiveness of the proposed framework in improving synchronous data-parallel training efficiency on the evaluated heterogeneous cluster and indicate its potential applicability to the training of intelligent models for space communication systems.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Aerospace, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Donanım ve Mimari

Hardware and ArchitectureComputer Science