!29480 THOR中文API修改

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i-robot 2022-02-07 07:06:43 +00:00 committed by Gitee
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@ -0,0 +1,75 @@
mindspore.nn.thor(net, learning_rate, damping, momentum, weight_decay=0.0, loss_scale=1.0, batch_size=32, use_nesterov=False, decay_filter=<function <lambda> at 0x0000029724CFA048>, split_indices=None, enable_clip_grad=False, frequency=100)
通过二阶算法THOR更新参数。
基于跟踪的、硬件驱动层定向的自然梯度下降计算THOR算法论文地址为
`THOR: Trace-based Hardware-driven layer-ORiented Natural Gradient Descent Computation <https://www.aaai.org/AAAI21Papers/AAAI-6611.ChenM.pdf>`_
更新公式如下:
.. math::
\begin{array}{ll} \\
A_i = a_i{a_i}^T \\
G_i = D_{s_i}{ D_{s_i}}^T \\
m_i = \beta * m_i + ({G_i^{(k)}}+\lambda I)^{-1}) g_i ({\overline A_{i-1}^{(k)}}+\lambda I)^{-1} \\
w_i = w_i - \alpha * m_i \\
\end{array}
:math:`D_{s_i}`表示第i层输出的loss函数的导数。
:math:`a_{i-1}`表示第i层的输入它是上一层的激活。
:math:`\beta`表示动量,:math:`I`代表单位矩阵。
:math:`\overline A`表示矩阵A的转置。
:math:`\lambda`表示'damping':math:`g_i`表示第i层的梯度。
:math:`\otimes`表示克罗内克尔积,:math:`\alpha`表示学习率。
注:
在分离参数组时,如果权重衰减为正,则每个组的权重衰减将应用于参数。当不分离参数组时,如果`weight_decay`为正数则API中的`weight_decay`将应用于名称中没有'beta'或 'gamma'的参数。
在分离参数组时如果要集中梯度请将grad_centralization设置为True但梯度集中只能应用于卷积层的参数。
如果非卷积层的参数设置为True则会报错。
为了提高参数组的性能,可以支持参数的自定义顺序。
参数:
net (Cell):训练网络。
learning_rate (Tensor):学习率的值。
damping (Tensor):阻尼值。
momentum (float)float类型的超参数表示移动平均的动量。至少为0.0。
weight_decay (int, float)权重衰减L2 penalty。必须等于或大于0.0。默认值0.0。
loss_scale (float)loss缩放的值。必须大于0.0。一般情况下使用默认值。默认值1.0。
batch_size (int)batch的大小。默认值32。
use_nesterov (bool)启用Nesterov动量。默认值False。
decay_filter (function)用于确定权重衰减应用于哪些层的函数只有在weight_decay>0时才有效。默认值lambda x: x.name not in []。
split_indices (list)按A/G层A/G含义见上述公式索引设置allreduce融合策略。仅在分布式计算中有效。ResNet50作为一个样本A/G的层数分别为54层当split_indices设置为[26,53]时表示A/G被分成两组allreduce一组为0~26层另一组是27~53层。默认值None。
enable_clip_grad (bool)是否剪切梯度。默认值False。
frequency(int)A/G和$A^{-1}/G^{-1}$的更新间隔。当频率等于NN大于1A/G和$A^{-1}/G^{-1}$将每N步更新一次和其他步骤将使用过时的A/G和$A^{-1}/G^{-1}$更新权重。默认值100。
输入:
- **gradients** tuple[Tensor] - 训练参数的梯度,矩阵维度与训练参数相同。
输出:
tuple[bool]所有元素都为True。
异常:
TypeError`learning_rate`不是张量。
TypeError`loss_scale`、`momentum`或`frequency`不是浮点数。
TypeError`weight_decay`既不是浮点数也不是整数。
TypeError`use_nesterov`不是布尔值。
TypeError`frequency`不是整数。
ValueError`loss_scale`小于或等于0。
ValueError`weight_decay`或`momentum`小于0。
ValueError`frequency`小于2。

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@ -0,0 +1,58 @@
Class mindspore.train.train_thor.ConvertModelUtils
该接口用于增加计算图提升二阶算法THOR运行时的性能。
convert_to_thor_model(model, network, loss_fn=None, optimizer=None, metrics=None, amp_level='O0', loss_scale_manager=None, keep_batchnorm_fp32=False)
该接口用于增加计算图提升二阶算法THOR运行时的性能。
参数:
model (Object)用于训练的高级API。
`Model`将图层分组到具有训练特征的对象中。
network (Cell):训练网络。
loss_fn (Cell)目标函数。默认值None。
optimizer (Cell)用于更新权重的优化器。默认值None。
metrics (Union[dict, set]):在训练期间由模型评估的词典或一组度量。例如:{'accuracy', 'recall'}。默认值None。
amp_level (str):混合精度训练的级别。支持["O0", "O2", "O3", "auto"]。默认值:"O0"。
- O0不改变。
- O2将网络转换为float16使用动态loss scale保持BN在float32中运行。
- O3将网络强制转换为float16并使用附加属性`keep_batchnorm_fp32=False`。
- auto在不同设备中将级别设置为建议级别。GPU上建议使用O2Ascend上建议使用O3。建议级别基于专家经验不能总是一概而论。用户应指定特殊网络的级别。
loss_scale_manager (Union[None, LossScaleManager])如果为None则不会按比例缩放loss。
否则通过LossScaleManager和优化器缩放loss不能为None。这是一个关键参数。
例如,使用`loss_scale_manager=None`设置值。
keep_batchnorm_fp32 (bool)保持BN在`float32`中运行。如果为True则将覆盖之前的级别设置。默认值False。
返回:
model (Object)用于训练的高级API。
`Model`将图层分组到具有训练特征的对象中。
支持平台:
``Ascend`` ``GPU``
示例:
>>> from mindspore import nn
>>> from mindspore import Tensor
>>> from mindspore.nn import thor
>>> from mindspore import Model
>>> from mindspore import FixedLossScaleManager
>>> from mindspore.train.callback import LossMonitor
>>> from mindspore.train.train_thor import ConvertModelUtils
>>>
>>> net = Net()
>>> dataset = create_dataset()
>>> temp = Tensor([4e-4, 1e-4, 1e-5, 1e-5], mstype.float32)
>>> opt = thor(net, learning_rate=temp, damping=temp, momentum=0.9, loss_scale=128, frequency=4)
>>> loss = nn.SoftmaxCrossEntropyWithLogits(sparse=True, reduction='mean')
>>> loss_scale = FixedLossScaleManager(128, drop_overflow_update=False)
>>> model = Model(net, loss_fn=loss, optimizer=opt, loss_scale_manager=loss_scale, metrics={'acc'},
... amp_level="O2", keep_batchnorm_fp32=False)
>>> model = ConvertModelUtils.convert_to_thor_model(model=model, network=net, loss_fn=loss, optimizer=opt,
... loss_scale_manager=loss_scale, metrics={'acc'},
... amp_level="O2", keep_batchnorm_fp32=False)
>>> loss_cb = LossMonitor()
>>> model.train(1, dataset, callbacks=loss_cb, sink_size=4, dataset_sink_mode=True)

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@ -0,0 +1,22 @@
Class mindspore.train.train_thor.ConvertNetUtils
将网络转换为thor层网络用于计算并存储二阶信息矩阵。
convert_to_thor_net(net)
该接口用于将网络转换为thor层网络用于计算并存储二阶信息矩阵。
注:
此接口由二阶优化器thor自动调用。
参数:
net (Cell): 由二阶优化器thor训练的网络。
支持平台:
``Ascend`` ``GPU``
示例:
>>> ConvertNetUtils().convert_to_thor_net(net)

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mindspore.train.train_thor
转换为二阶相关的类和函数。
Class mindspore.train.train_thor.ConvertModelUtils
将模型转换为thor模型增加计算图提升二阶算法THOR运行时的性能。
Class mindspore.train.train_thor.ConvertNetUtils
该接口用于将网络转换为thor层网络用于计算并存储二阶信息矩阵。