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怎样在多节点GPU集群中实现计算与通信任务的高效重叠？

2025-08-30

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关键技术：DualPipe的计算-通信重叠方案

当在跨节点GPU集群训练大模型时，网络通信往往成为性能瓶颈。DualPipe通过以下设计实现计算与通信的完美重叠：

硬件层：要求节点间配备InfiniBand或NVLink高速互联（建议带宽≥200Gb/s）
软件层：算法自动将正向传播的计算与反向传播的梯度通信同步执行，核心代码可见dualpipe.py中的schedule()方法
实施技巧：
- 微批次大小应大于流水线阶段数（建议比例2:1）
- 使用Torch的异步CUDA流处理通信操作
- 启用GDR（GPU Direct RDMA）减少内存拷贝

验证方法：
– 通过PyTorch Profiler观测CPU/GPU时间线
– 检查是否出现通信操作阻塞计算流
– 理想状态下应看到GPU利用率持续≥95%