HPC 与 AI 融合:超算跑大模型训练
科学计算与深度学习的边界正在消失。本文系统讲解 HPC 与 AI 融合:超算为什么能跑大模型训练、GPU 集群拓扑(NVLink/InfiniBand)、数据并行与模型并行、Horovod 与 DeepSpeed、HPC/AI 作业混合调度、科学 ML,以及融合平台的存储与 I/O 挑战。
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科学计算与深度学习的边界正在消失。本文系统讲解 HPC 与 AI 融合:超算为什么能跑大模型训练、GPU 集群拓扑(NVLink/InfiniBand)、数据并行与模型并行、Horovod 与 DeepSpeed、HPC/AI 作业混合调度、科学 ML,以及融合平台的存储与 I/O 挑战。
NCCL 是 GPU 集群分布式训练的通信基石。本文系统讲解集合通信为什么是 AI 训练的核心、AllReduce 环算法与树算法的带宽与延迟、AllGather/AlltoAll 等原语、NCCL 与 MPI 的对比、多机拓扑感知与 NVLink/InfiniBand 优化、通信计算重叠,以及环境变量调参与常见陷阱。
大模型训练离不开多卡分布式,本文系统讲解 DDP 数据并行原理与 AllReduce、混合精度训练(FP16/BF16)、梯度累积与梯度裁剪、ZeRO 分片(ZeRO-1/2/3)、FSDP 全分片数据并行、张量并行与流水线并行、checkpoint 与断点续训、以及分布式训练排错(NCCL 超时/OOM/收敛异常)的完整工程方法论。