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[Feature]: 新增FusedAdamW 优化器

mindspore/mindspore#IDKYI0·9071·Python·240 天未动·2 条评论·上游最近活跃 ·池内状态:可认领
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上游 issue 正文

### 🚀 背景描述 需求来源:ADS中SparseBEV和GOD网络,由于存在parameter较多且相对shape较小,优化器更新参数时有大量的H2D操作,从而降低了网络性能。 优化器更新参数时需反复把计算从 Host 推向 Device,每一次下发都带来一次 H2D 开销,训练速度随之下降。这些底层运算逻辑一致,区别仅在于目标数据,因此先在 Host 端一次性完成全部计算,再集中下发,可大幅减少 H2D 次数,提升性能。但是,合并后的批量下发需要更大的内存,无法再利用 Device 上的零散小块内存,因此融合优化器会占用更多内存空间。 SparseBEV和GOD网络由于存在parameter较多且相对shape较小,有大量的H2D操作,影响网络性能。为了减少网络中h2d的下发操作,新增优化器 FusedAdamW,提升网络性能。 ### 设计思路 **主要方案** 对数据重排,然后对入参进行分组拼接,拼接后一次性下发,来减少 h2d 操作。 **具体实现如下**: 基于已有的优化器 optimizer 实现一个新的融合优化器 FusedAdamW,具体实现如下: 1. `contiguous_params` 里把本组参数展平后连续存放,让 `AdamW` 底层拿到 一块连续地址; 2. `mint.cat(..., dim=0)` 把 N 个小梯度拼成 **1 个大梯度**,原来要下发 N 次,现在只下发 **1 次**; 3. 所有 `continuous_*` 列表里每个元素对应 **一组** 参数,优化器只需要按照 **组数** 循环; 4. 最后只调 1 次 ·self.adamw_opt(...)· 完成整组更新,底层只需1次下发。 **作用**: 减少h2d的下发操作,提升性能。 ### 涉及到的对外API 新增对外接口 FusedAdamW 【用法】 1. FusedAdamW(params, *, lr=1e-3, betas=(0.9, 0.999), eps=1e-8, weight_decay=1e-2, amsgrad=False, maximize=False) 2. FusedAdamW(params=group_params, lr=1e-3),其中`group_params`为自定义参数组 参数: - params (Union[tuple, list]):待优化的参数列表或自定义参数组。 - lr (float, 可选):学习率。默认值为 1e-3。 - betas (Tuple[float, float], 可选):用于计算梯度及其平方的运行平均值的指数衰减率。默认值为 (0.9, 0.999)。 - eps (float, 可选):为提升数值稳定性而添加到分母中的项。必须大于 0。默认值为 1e-8。 - weight_decay (float, 可选):权重衰减(L2 惩罚)。默认值为 1e-2。 - amsgrad (bool, 可选):是否使用 AMSGrad 算法。默认值为 False。 - maximize (bool, 可选):若为 True,则最大化目标函数对应的参数;若为 False,则为最小化。默认值为 False。 输入:gradients (tuple[Tensor]):params 对应的梯度张量元组。 返回:无。该操作用于原地更新参数。 约束: - lr 必须为浮点数且不小于 0。 - eps 必须大于 0。 - betas 中的每个值必须在区间 [0, 1) 内。 - weight_decay 必须不小于 0。 异常: - ValueError:若学习率不是浮点数。 - ValueError:若学习率小于 0。 - ValueError:若 eps 小于 0。 - ValueError:若 betas 不在区间 [0, 1) 内。 - ValueError:若 weight_decay 小于 0。 支持平台:Ascend ### 与其他模块的相关性描述 **测试计划**: 1. 明确优化器验收规格,由测试验收 2. 开发自验证保障优化器的功能与精度 **测试设计**: 1. 测试验收 2. 开发自验证 **1. 测试验收规格**: 1. 功能:原使用AdamW (mindspore.mint.optim.AdamW ) 的用例,改成 FusedAdamW 后用例无异常。 2. 精度:原使用AdamW (mindspore.mint.optim.AdamW ) 的用例,改成 FusedAdamW 后用例零偏差对齐。 3. 性能:不同网络的收益取决于网络中parameter的规格,其中SparseBEV和GOD网络整网收益5%,parameter规格如下: …
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