tf.distribute.experimental.ParameterServerStrategy
| Просмотреть исходный код на GitHub |
Асинхронная стратегия tf.distribute для сервера параметров с несколькими рабочими узлами.
Наследуется от: Strategy
tf.distribute.experimental.ParameterServerStrategy(
cluster_resolver=None
)
Эта стратегия требует двух ролей: рабочие узлы и серверы параметров. Переменные и обновления этих переменных будут назначены серверам параметров, а другие операции — рабочим узлам.
Когда у каждого рабочего узла более одной GPU, операции будут дублироваться на всех GPU. Несмотря на то, что операции могут дублироваться, переменные нет, и каждый рабочий узел имеет общий вид для назначения переменной на сервер параметров.
По умолчанию используется TFConfigClusterResolver для определения конфигураций для многоузлового обучения. Это требует переменной среды «TF_CONFIG», и «TF_CONFIG» должен содержать спецификацию кластера.
Этот класс предполагает, что каждый рабочий узел выполняет код независимо, но серверы параметров выполняют стандартный сервер. Это означает, что, хотя каждый рабочий узел синхронно вычисляет одно обновление градиента на всех GPU, обновления между рабочими узлами происходят асинхронно. Операции, выполняемые только на первой реплике (например, увеличение глобального шага), будут выполняться на первой реплике каждого рабочего узла.
Ожидается вызов call_for_each_replica(fn, ...) для любых операций, которые потенциально могут быть дублированы по репликам (то есть на нескольких GPU), даже если есть только ЦП или одна GPU. При определении fn, необходимо соблюдать особую осторожность:
1) В общем случае не рекомендуется открывать область устройства внутри области действия стратегии. Область устройства (например, вызов tf.device) будет сливаться с областью или перезаписывать устройство для операций, но не будет изменять устройство для переменных.
2) Также не рекомендуется открывать область сопоставления (например, вызов tf.compat.v1.colocate_with) внутри области действия стратегии. Для размещения переменных используйте strategy.extended.colocate_vars_with вместо этого. Сопоставление операций может привести к конфликтам назначения устройств.
Примечание: Эта стратегия работает только с API Estimator. Передайте экземпляр этой стратегии в аргументexperimental_distributeпри созданииRunConfig. Этот экземплярRunConfigзатем должен быть передан в экземплярEstimator, на котором вызываетсяtrain_and_evaluate.
Например:
strategy = tf.distribute.experimental.ParameterServerStrategy()
run_config = tf.estimator.RunConfig(
experimental_distribute.train_distribute=strategy)
estimator = tf.estimator.Estimator(config=run_config)
tf.estimator.train_and_evaluate(estimator,...)
| Аргументы | |
|---|---|
cluster_resolver | Дополнительный объект tf.distribute.cluster_resolver.ClusterResolver. По умолчанию используется tf.distribute.cluster_resolver.TFConfigClusterResolver. |
| Атрибуты | |
|---|---|
cluster_resolver | Возвращает объект решателя кластера, связанный с этой стратегией. В общем случае, при использовании многоузловой стратегии Стратегии, которые должны иметь связанный Стратегии для одного узла обычно не имеют
os.environ['TF_CONFIG'] = json.dumps({
'cluster': {
'worker': ["localhost:12345", "localhost:23456"],
'ps': ["localhost:34567"]
},
'task': {'type': 'worker', 'index': 0}
})
# This implicitly uses TF_CONFIG for the cluster and current task info.
strategy = tf.distribute.experimental.MultiWorkerMirroredStrategy()
...
if strategy.cluster_resolver.task_type == 'worker':
# Perform something that's only applicable on workers. Since we set this
# as a worker above, this block will run on this particular instance.
elif strategy.cluster_resolver.task_type == 'ps':
# Perform something that's only applicable on parameter servers. Since we
# set this as a worker above, this block will not run on this particular
# instance.
Дополнительную информацию можно найти в документации API |
extended | tf.distribute.StrategyExtended с дополнительными методами. |
num_replicas_in_sync | Возвращает количество реплик, по которым агрегируются градиенты. |
Методы
experimental_assign_to_logical_device
experimental_assign_to_logical_device(
tensor, logical_device_id
)
Добавляет аннотацию, что tensor будет назначено логическому устройству.
Примечание: Этот API поддерживается только в TPUStrategy на данный момент. Это добавляет аннотацию кtensor, указывающую, что операции надtensorбудут вызваны на логическом устройстве с идентификаторомlogical_device_id. При использовании параллелизма моделей, по умолчанию все операции размещаются на нулевом логическом устройстве.
# Initializing TPU system with 2 logical devices and 4 replicas.
resolver = tf.distribute.cluster_resolver.TPUClusterResolver(tpu='')
tf.config.experimental_connect_to_cluster(resolver)
topology = tf.tpu.experimental.initialize_tpu_system(resolver)
device_assignment = tf.tpu.experimental.DeviceAssignment.build(
topology,
computation_shape=[1, 1, 1, 2],
num_replicas=4)
strategy = tf.distribute.TPUStrategy(
resolver, experimental_device_assignment=device_assignment)
iterator = iter(inputs)
@tf.function()
def step_fn(inputs):
output = tf.add(inputs, inputs)
# Add operation will be executed on logical device 0.
output = strategy.experimental_assign_to_logical_device(output, 0)
return output
strategy.run(step_fn, args=(next(iterator),))
| Аргументы | |
|---|---|
tensor | Входной тензор для аннотации. |
logical_device_id | Идентификатор логического ядра, которому будет назначен тензор. |
| Исключения | |
|---|---|
ValueError | Переданный идентификатор логического устройства не соответствует общему количеству разделов, указанному назначением устройства. |
| Возвращает | |
|---|---|
Анотированный тензор с идентичным значением, как у tensor. |
experimental_distribute_dataset
experimental_distribute_dataset(
dataset
)
Создает tf.distribute.DistributedDataset из tf.data.Dataset.
Возвращаемый tf.distribute.DistributedDataset можно итерировать так же, как и обычные наборы данных. ВАЖНО: пользователь не может добавить больше преобразований в tf.distribute.DistributedDataset.
Вот пример:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy() # Create a dataset dataset = dataset_ops.Dataset.TFRecordDataset([ "/a/1.tfr", "/a/2.tfr", "/a/3.tfr", "/a/4.tfr"]) # Distribute that dataset dist_dataset = strategy.experimental_distribute_dataset(dataset) # Iterate over the `tf.distribute.DistributedDataset` for x in dist_dataset: # process dataset elements strategy.run(replica_fn, args=(x,))
В приведенном фрагменте кода tf.distribute.DistributedDataset dist_dataset разбивается на пакеты с помощью GLOBAL_BATCH_SIZE, и мы итерируемся по нему с помощью for x in dist_dataset. x tf.distribute.DistributedValues, содержащий данные для всех реплик, который агрегируется в пакет GLOBAL_BATCH_SIZE. tf.distribute.Strategy.run позаботится о передаче правильных данных на реплику в x в правильную replica_fn операцию, выполняемую на каждой реплике.
Что происходит за кулисами этого метода, когда мы говорим, что экземпляр tf.data.Dataset - dataset - распределяется? Это зависит от того, как вы настроили tf.data.experimental.AutoShardPolicy через tf.data.experimental.DistributeOptions. По умолчанию он установлен в tf.data.experimental.AutoShardPolicy.AUTO. В многоузловой среде мы сначала попытаемся распределить dataset путем определения, создается ли dataset из наборов данных читателей (например, tf.data.TFRecordDataset, tf.data.TextLineDataset и т. д.) и в этом случае попытаемся разбить входные файлы. Обратите внимание, что должен быть как минимум один входной файл на каждый рабочий узел. Если у вас меньше одного входного файла на рабочий узел, мы рекомендуем отключить разделение наборов данных по рабочим узлам, установив tf.data.experimental.DistributeOptions.auto_shard_policy в tf.data.experimental.AutoShardPolicy.OFF.
Если попытка разбить по файлам не удалась (то есть набор данных не читается из файлов), мы разделим набор данных равномерно в конце, добавив операцию .shard в конец потока обработки. Это приведет к тому, что весь поток предварительной обработки данных будет выполнен на каждом рабочем узле, и каждый рабочий узел будет выполнять избыточную работу. Мы выведем предупреждение, если этот вариант будет выбран.
Как уже упоминалось, внутри каждого рабочего узла мы также разделим данные между всеми устройствами рабочего узла (если их больше одного). Это произойдет даже если многоузловое разделение отключено.
Если описанная выше логика разделения на пакеты и разделения наборов данных нежелательна, используйте tf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasets_from_function вместо этого, который не выполняет автоматического разделения или разделения.
Вы также можете использовать свойство element_spec экземпляра tf.distribute.DistributedDataset, возвращаемого этим API, для запроса tf.TypeSpec элементов, возвращаемых итератором. Это можно использовать для установки свойства input_signature tf.function.
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy() # Create a dataset dataset = dataset_ops.Dataset.TFRecordDataset([ "/a/1.tfr", "/a/2.tfr", "/a/3.tfr", "/a/4.tfr"]) # Distribute that dataset dist_dataset = strategy.experimental_distribute_dataset(dataset) @tf.function(input_signature=[dist_dataset.element_spec]) def train_step(inputs): # train model with inputs return # Iterate over the `tf.distribute.DistributedDataset` for x in dist_dataset: # process dataset elements strategy.run(train_step, args=(x,))
Примечание: Порядок обработки данных рабочими узлами при использованииtf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasetилиtf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasets_from_functionне гарантируется. Это обычно требуется, если вы используетеtf.distributeдля масштабирования предсказаний. Однако вы можете вставить индекс для каждого элемента в пакете и упорядочить выходы соответственно. Обратитесь к этому фрагменту для примера того, как упорядочить выходы.
| Аргументы | |
|---|---|
dataset | tf.data.Dataset, которая будет распределена по всем репликам в соответствии с указанными выше правилами. |
options | tf.distribute.InputOptions, используемые для управления параметрами распределения этого набора данных. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
Объект tf.distribute.DistributedDataset. |
experimental_distribute_datasets_from_function
experimental_distribute_datasets_from_function(
dataset_fn
)
Распределяет экземпляры tf.data.Dataset, созданные вызовами dataset_fn.
dataset_fn будет вызываться один раз для каждого обработчика в стратегии. Каждая реплика на этом обработчике будет извлекать одну партию входных данных из локального Dataset (т.е., если у обработчика две реплики, две партии будут извлекаться из Dataset на каждом шаге).
Этот метод может использоваться для нескольких целей. Например, если experimental_distribute_dataset не может распределить входные файлы, этот метод можно использовать для ручного распределения набора данных (избегая медленного поведения по умолчанию в experimental_distribute_dataset). В случаях, когда набор данных бесконечный, это распределение можно выполнить, создав реплики наборов данных, отличающиеся только случайным зерном. experimental_distribute_dataset также иногда может не удаться разбить пакет между репликами на обработчике. В этом случае этот метод можно использовать, где такого ограничения нет.
dataset_fn должен принимать экземпляр tf.distribute.InputContext, где можно получить доступ к информации о пакетировании и репликации входных данных.
Вы также можете использовать свойство element_spec возвращаемого этим API tf.distribute.DistributedDataset, чтобы запросить tf.TypeSpec элементов, возвращаемых итератором. Это можно использовать для задания свойства input_signature объекта tf.function.
global_batch_size = 8
def dataset_fn(input_context):
batch_size = input_context.get_per_replica_batch_size(
global_batch_size)
d = tf.data.Dataset.from_tensors([[1.]]).repeat().batch(batch_size)
return d.shard(
input_context.num_input_pipelines,
input_context.input_pipeline_id)
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy() ds = strategy.experimental_distribute_datasets_from_function(dataset_fn)
def train(ds):
@tf.function(input_signature=[ds.element_spec])
def step_fn(inputs):
# train the model with inputs
return inputs
... for batch in ds: ... replica_results = strategy.run(replica_fn, args=(batch,))
train(ds)
Примечание: Порядок обработки данных обработчиками при использованииtf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasetилиtf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasets_from_functionне гарантируется. Это обычно требуется, если вы используетеtf.distributeдля масштабирования предсказаний. Вы можете, однако, вставить индекс для каждого элемента в пакете и упорядочить выходные данные соответственно. Обратитесь к этому фрагменту фрагменту для примера того, как упорядочить выходные данные.
| Аргументы | |
|---|---|
dataset_fn | Функция, принимающая экземпляр tf.distribute.InputContext и возвращающая tf.data.Dataset. |
options | tf.distribute.InputOptions, используемые для управления параметрами распределения этого набора данных. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
Объект tf.distribute.DistributedDataset. |
experimental_distribute_values_from_function
experimental_distribute_values_from_function(
value_fn
)
Генерирует tf.distribute.DistributedValues из value_fn.
Эта функция генерирует tf.distribute.DistributedValues для передачи в run, reduce, или другие методы, принимающие распределённые значения, когда не используются наборы данных.
| Аргументы | |
|---|---|
value_fn | Функция, выполняемая для генерации значений. Она вызывается для каждой реплики с tf.distribute.ValueContext в качестве единственного аргумента. Она должна возвращать тензор или тип, который можно преобразовать в тензор. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
tf.distribute.DistributedValues, содержащий значение для каждой реплики. |
Пример использования:
- Возврат постоянного значения для каждой реплики:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy()
def value_fn(ctx):
return tf.constant(1.)
distributed_values = (
strategy.experimental_distribute_values_from_function(
value_fn))
local_result = strategy.experimental_local_results(distributed_values)
local_result
(<tf.Tensor: shape=(), dtype=float32, numpy=1.0>,)
- Распределение значений в массиве на основе replica_id:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy()
array_value = np.array([3., 2., 1.])
def value_fn(ctx):
return array_value[ctx.replica_id_in_sync_group]
distributed_values = (
strategy.experimental_distribute_values_from_function(
value_fn))
local_result = strategy.experimental_local_results(distributed_values)
local_result
(3.0,)
- Указание значений с помощью num_replicas_in_sync:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy()
def value_fn(ctx):
return ctx.num_replicas_in_sync
distributed_values = (
strategy.experimental_distribute_values_from_function(
value_fn))
local_result = strategy.experimental_local_results(distributed_values)
local_result
(1,)
- Размещение значений на устройствах и распределение:
strategy = tf.distribute.TPUStrategy()
worker_devices = strategy.extended.worker_devices
multiple_values = []
for i in range(strategy.num_replicas_in_sync):
with tf.device(worker_devices[i]):
multiple_values.append(tf.constant(1.0))
def value_fn(ctx):
return multiple_values[ctx.replica_id_in_sync_group]
distributed_values = strategy.
experimental_distribute_values_from_function(
value_fn)
experimental_local_results
experimental_local_results(
value
)
Возвращает список всех локальных значений для каждой реплики, содержащихся в value.
Примечание: Это возвращает только значения на обработчике, инициированном этим клиентом. При использованииtf.distribute.Strategy, такого какtf.distribute.experimental.MultiWorkerMirroredStrategy, каждый обработчик будет собственным клиентом, и эта функция вернёт только значения, вычисленные на этом обработчике.
| Аргументы | |
|---|---|
value | Значение, возвращённое experimental_run(), run(), extended.call_for_each_replica(), или переменная, созданная в scope. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
Кортеж значений, содержащихся в value. Если value представляет единственное значение, это возвращает (value,). |
experimental_make_numpy_dataset
experimental_make_numpy_dataset(
numpy_input
)
Создаёт tf.data.Dataset из массива NumPy. (устарело)
Это позволяет избежать добавления numpy_input как большого константа в граф и копирует данные на машину или машины, которые будут обрабатывать входные данные.
Обратите внимание, что вам, вероятно, потребуется использовать experimental_distribute_dataset с возвращаемым набором данных, чтобы далее распределить его с помощью стратегии.
Пример:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy() numpy_input = np.ones([10], dtype=np.float32) dataset = strategy.experimental_make_numpy_dataset(numpy_input) dataset <TensorSliceDataset shapes: (), types: tf.float32> dataset = dataset.batch(2) dist_dataset = strategy.experimental_distribute_dataset(dataset)
| Аргументы | |
|---|---|
numpy_input | Вложенный массив NumPy входных данных, которые будут преобразованы в набор данных. Обратите внимание, что массивы NumPy будут объединены, так как это стандартное поведение tf.data.Dataset. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
tf.data.Dataset, представляющий numpy_input. |
experimental_replicate_to_logical_devices
experimental_replicate_to_logical_devices(
tensor
)
Добавляет аннотацию, что tensor будет дублирован на все логические устройства.
Примечание: Этот API поддерживается только в TPUStrategy на данный момент. Это добавляет аннотацию к тензоруtensor, указывающую, что операции сtensorбудут вызываться на всех логических устройствах.
# Initializing TPU system with 2 logical devices and 4 replicas.
resolver = tf.distribute.cluster_resolver.TPUClusterResolver(tpu='')
tf.config.experimental_connect_to_cluster(resolver)
topology = tf.tpu.experimental.initialize_tpu_system(resolver)
device_assignment = tf.tpu.experimental.DeviceAssignment.build(
topology,
computation_shape=[1, 1, 1, 2],
num_replicas=4)
strategy = tf.distribute.TPUStrategy(
resolver, experimental_device_assignment=device_assignment)
iterator = iter(inputs)
@tf.function()
def step_fn(inputs):
images, labels = inputs
images = strategy.experimental_split_to_logical_devices(
inputs, [1, 2, 4, 1])
# model() function will be executed on 8 logical devices with `inputs`
# split 2 * 4 ways.
output = model(inputs)
# For loss calculation, all logical devices share the same logits
# and labels.
labels = strategy.experimental_replicate_to_logical_devices(labels)
output = strategy.experimental_replicate_to_logical_devices(output)
loss = loss_fn(labels, output)
return loss
strategy.run(step_fn, args=(next(iterator),))
Аргументы: тензор: Входной тензор для аннотации.
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
Аннотированный тензор с идентичным значением, как у tensor. |
experimental_split_to_logical_devices
experimental_split_to_logical_devices(
tensor, partition_dimensions
)
Добавляет аннотацию, что tensor будет разделен на логические устройства.
Примечание: Этот API поддерживается только в TPUStrategy на данный момент. Это добавляет аннотацию к тензоруtensor, указывающую, что операции сtensorбудут разделены между несколькими логическими устройствами. Тензорtensorбудет разделен по измерениям, указанным вpartition_dimensions. Размерыtensorдолжны быть кратны соответствующим значениям вpartition_dimensions.
Например, для системы с 8 логическими устройствами, если tensor — это тензор изображения с формой (размер_пакета, ширина, высота, канал) и partition_dimensions — [1, 2, 4, 1], то tensor будет разделен на 2 по ширине и на 4 по высоте, и значения разбиения тензора будут переданы на 8 логических устройств.
# Initializing TPU system with 8 logical devices and 1 replica.
resolver = tf.distribute.cluster_resolver.TPUClusterResolver(tpu='')
tf.config.experimental_connect_to_cluster(resolver)
topology = tf.tpu.experimental.initialize_tpu_system(resolver)
device_assignment = tf.tpu.experimental.DeviceAssignment.build(
topology,
computation_shape=[1, 2, 2, 2],
num_replicas=1)
strategy = tf.distribute.TPUStrategy(
resolver, experimental_device_assignment=device_assignment)
iterator = iter(inputs)
@tf.function()
def step_fn(inputs):
inputs = strategy.experimental_split_to_logical_devices(
inputs, [1, 2, 4, 1])
# model() function will be executed on 8 logical devices with `inputs`
# split 2 * 4 ways.
output = model(inputs)
return output
strategy.run(step_fn, args=(next(iterator),))
Аргументы: tensor: Входной тензор для аннотации. partition_dimensions: Невложенный список целых чисел размером, равным рангу tensor, определяющий, как tensor будет разделен. Произведение всех элементов в partition_dimensions должно быть равно общему числу логических устройств на реплику.
| Возможные ошибки | |
|---|---|
ValueError | 1) Если размер partition_dimensions не равен рангу |
| Возвращает | |
|---|---|
Аннотированный тензор с идентичным значением, как у tensor. |
reduce
reduce(
reduce_op, value, axis
)
Сведение value по репликам.
Учитывая значение на реплике, возвращенное run, например, потерю на пример, пакет будет разделен по всем репликам. Эта функция позволяет вам агрегировать по репликам, а также по элементам пакета. Например, если у вас есть глобальный размер пакета 8 и 2 реплики, значения для примеров [0, 1, 2, 3] будут на реплике 0, а [4, 5, 6, 7] — на реплике 1. По умолчанию reduce просто агрегирует по репликам, возвращая [0+4, 1+5, 2+6, 3+7]. Это полезно, когда каждая реплика вычисляет скаляр или какое-то другое значение, у которого нет «размерности пакета» (например, градиент). Чаще всего вы захотите агрегировать по глобальному пакету, что можно получить, указав размерность пакета как axis, обычно axis=0. В этом случае он вернет скаляр 0+1+2+3+4+5+6+7.
Если есть последний частичный пакет, вам нужно будет указать ось, чтобы форма результата была согласованной по репликам. Итак, если последний пакет имеет размер 6 и он разделен на [0, 1, 2, 3] и [4, 5], вы получите несоответствие формы, если не укажете axis=0. Если вы укажете tf.distribute.ReduceOp.MEAN, используя axis=0 будет использоваться правитель знаменатель 6. Противопоставьте это вычислению reduce_mean для получения скалярного значения на каждой реплике и этой функции для усреднения этих средних, что приведет к тому, что некоторые значения 1/8 будут взвешены, а другие 1/4.
| Аргументы | |
|---|---|
reduce_op | Значение tf.distribute.ReduceOp, определяющее, как следует объединять значения. |
value | «Значение на реплику», например, возвращаемое run для объединения в один тензор. |
axis | Определяет размерность для сведения по каждой реплике. Обычно следует устанавливать размерность пакета или None для сведения только по репликам (например, если тензор не имеет размерности пакета). |
| Возвращает | |
|---|---|
Tensor. |
run
run(
fn, args=(), kwargs=None, options=None
)
Запуск fn на каждой реплике с заданными аргументами.
Выполняет операции, указанные в fn на каждой реплике. Если args или kwargs содержат tf.distribute.DistributedValues, такие как те, которые созданы tf.distribute.DistributedDataset из tf.distribute.Strategy.experimental_distribute_dataset или tf.distribute.Strategy.experimental_distribute_datasets_from_function, когда fn выполняется на конкретной реплике, он будет выполнен с компонентом tf.distribute.DistributedValues, соответствующим этой реплике.
fn может вызвать tf.distribute.get_replica_context() для доступа к членам, таким как all_reduce.
Все аргументы в args или kwargs должны быть либо вложенными тензорами, либо tf.distribute.DistributedValues, содержащими тензоры или составные тензоры.
Пример использования:
- Ввод тензора с постоянным значением.
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy() tensor_input = tf.constant(3.0) @tf.function def replica_fn(input): return input*2.0 result = strategy.run(replica_fn, args=(tensor_input,)) result <tf.Tensor: shape=(), dtype=float32, numpy=6.0>
- Ввод DistributedValues.
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy()
@tf.function
def run():
def value_fn(value_context):
return value_context.num_replicas_in_sync
distributed_values = (
strategy.experimental_distribute_values_from_function(
value_fn))
def replica_fn2(input):
return input*2
return strategy.run(replica_fn2, args=(distributed_values,))
result = run()
result
<tf.Tensor: shape=(), dtype=int32, numpy=2>
| Аргументы | |
|---|---|
fn | Функция для выполнения. Выход должен быть tf.nest из Tensor. |
args | (Необязательно) Позиционные аргументы для fn. |
kwargs | (Необязательно) Аргументы ключевых слов для fn. |
options | (Необязательно) Экземпляр tf.distribute.RunOptions, определяющий параметры запуска fn. |
| Возвращает | |
|---|---|
Объединенное возвращаемое значение fn по репликам. Структура возвращаемого значения такая же, как структура возвращаемого значения от fn. Каждый элемент структуры может быть tf.distribute.DistributedValues, объектами Tensor, или Tensor (например, при выполнении на одной реплике). |
scope
scope()
Менеджер контекста для установления стратегии по умолчанию и распределения переменных.
Этот метод возвращает менеджер контекста и используется следующим образом:
strategy = tf.distribute.MirroredStrategy()
# Variable created inside scope:
with strategy.scope():
mirrored_variable = tf.Variable(1.)
mirrored_variable
MirroredVariable:{
0: <tf.Variable 'Variable:0' shape=() dtype=float32, numpy=1.0>
}
# Variable created outside scope:
regular_variable = tf.Variable(1.)
regular_variable
<tf.Variable 'Variable:0' shape=() dtype=float32, numpy=1.0>
Что происходит при входе в Strategy.scope?
-
strategyустанавливается в глобальный контекст как «текущая» стратегия. Внутри этого областиtf.distribute.get_strategy()теперь вернет эту стратегию. Вне этой области он возвращает стратегию по умолчанию. - Вход в область также означает вход в «межрепличный контекст». См.
tf.distribute.StrategyExtendedдля объяснения межрепличных и реплицированных контекстов. - Создание переменных внутри
scopeперехватывается стратегией. Каждая стратегия определяет, как она хочет повлиять на создание переменной. Синхронные стратегии, такие какMirroredStrategy,TPUStrategyиMultiWorkerMiroredStrategy, создают переменные, дублированные на каждой реплике, тогда какParameterServerStrategyсоздает переменные на серверах параметров. Это делается с помощью пользовательскогоtf.variable_creator_scope. - В некоторых стратегиях может также быть введен область устройства по умолчанию: в
MultiWorkerMiroredStrategy, область устройства по умолчанию "/CPU:0" вводится на каждом рабочем узле.
Примечание: Вход в область не автоматически распределяет вычисление, за исключением случаев использования высокоуровневой учебной платформы, например, Kerasmodel.fit. Если вы не используетеmodel.fit, вам нужно использовать APIstrategy.runдля явного распределения вычисления. См. пример в руководстве по настраиваемому циклу обучения custom training loop tutorial.
Что должно быть в области, а что — вне?
Существует ряд требований к тому, что должно произойти внутри области. Однако в тех местах, где у нас есть информация о используемой стратегии, мы часто входим в область для пользователя, чтобы он не должен делать это явно (т. е. вызов внутри или вне области допустим).
END_OF_DOCUMENT_MARKER- Все, что создает переменные, которые должны быть распределёнными, должно находиться в
strategy.scope. Это можно сделать, либо напрямую поместив их в область действия, либо используя другой API, напримерstrategy.runилиmodel.fit, чтобы поместить их туда за вас. Любые переменные, созданные вне области действия, не будут распределены и могут повлиять на производительность. Типичные вещи, создающие переменные в TF: модели, оптимизаторы, метрики. Они всегда должны создаваться внутри области действия. Другим источником создания переменных может быть восстановление из контрольной точки – когда переменные создаются лениво. Обратите внимание, что любая переменная, созданная внутри стратегии, сохраняет информацию о стратегии. Поэтому чтение и запись этих переменных внеstrategy.scopeтакже могут работать беспрепятственно, без необходимости пользователю входить в область действия. - Некоторые API стратегий (такие как
strategy.runиstrategy.reduce) которые требуют нахождения в области действия стратегии, автоматически входят в эту область, что означает, что при использовании этих API вам не нужно входить в область действия самостоятельно. - Когда
tf.keras.Modelсоздается внутриstrategy.scope, мы сохраняем эту информацию. Когда методы высокоуровневых обучающих фреймворков, такие какmodel.compile,model.fitи т.д., вызываются на этой модели, мы автоматически входим в область действия, а также используем эту стратегию для распределения обучения и т.д. См. подробный пример в учебнике по распределённому Keras. Обратите внимание, что простое вызовmodel(..)не затрагивается – только высокоуровневые API обучающих фреймворков.model.compile,model.fit,model.evaluate,model.predictиmodel.saveмогут вызываться внутри или вне области действия. - Следующие операции могут выполняться как внутри, так и вне области действия: ** Создание наборов входных данных ** Определение
tf.functionдля представления шага обучения ** API сохранения, такие какtf.saved_model.save. Загрузка создает переменные, поэтому для обучения модели в распределённом режиме она должна быть внутри области действия. ** Сохранение контрольных точек. Как упоминалось выше –checkpoint.restoreиногда может потребоваться быть внутри области действия, если она создаёт переменные.
| Возвращает | |
|---|---|
| Менеджер контекста. |
© 2020 The TensorFlow Authors. All rights reserved.
Licensed under the Creative Commons Attribution License 3.0.
Code samples licensed under the Apache 2.0 License.
https://www.tensorflow.org/versions/r2.3/api_docs/python/tf/distribute/experimental/ParameterServerStrategy