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Efficient Training on CPU

このガイドは、CPU上で大規模なモデルを効率的にトレーニングする方法に焦点を当てています。

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Mixed precision with IPEX

IPEXはAVX-512以上のCPUに最適化されており、AVX2のみのCPUでも機能的に動作します。そのため、AVX-512以上のIntel CPU世代ではパフォーマンスの向上が期待されますが、AVX2のみのCPU（例：AMD CPUまたは古いIntel CPU）ではIPEXの下でより良いパフォーマンスが得られるかもしれませんが、保証されません。IPEXは、Float32とBFloat16の両方でCPUトレーニングのパフォーマンスを最適化します。以下のセクションでは、BFloat16の使用に重点を置いて説明します。

低精度データ型であるBFloat16は、AVX512命令セットを備えた第3世代Xeon® Scalable Processors（別名Cooper Lake）でネイティブサポートされており、さらに高性能なIntel® Advanced Matrix Extensions（Intel® AMX）命令セットを備えた次世代のIntel® Xeon® Scalable Processorsでもサポートされます。CPUバックエンド用の自動混合精度がPyTorch-1.10以降で有効になっています。同時に、Intel® Extension for PyTorchでのCPU用BFloat16の自動混合精度サポートと、オペレーターのBFloat16最適化のサポートが大幅に向上し、一部がPyTorchのメインブランチにアップストリームされています。ユーザーはIPEX Auto Mixed Precisionを使用することで、より優れたパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを得ることができます。

詳細な情報については、Auto Mixed Precisionを確認してください。

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IPEX installation:

IPEXのリリースはPyTorchに従っており、pipを使用してインストールできます：

PyTorch Version | IPEX version
--- | ---
1.13 | 1.13.0+cpu
1.12 | 1.12.300+cpu
1.11 | 1.11.200+cpu
1.10 | 1.10.100+cpu

    pip install intel_extension_for_pytorch==<version_name> -f https://developer.intel.com/ipex-whl-stable-cpu

IPEXのインストール方法について、さらなるアプローチを確認してください。

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Trainerでの使用方法

TrainerでIPEXの自動混合精度を有効にするには、ユーザーはトレーニングコマンド引数に `use_ipex`、`bf16`、および `no_cuda` を追加する必要があります。

Transformersの質問応答のユースケースを例に説明します。

- CPU上でBF16自動混合精度を使用してIPEXでトレーニングを行う場合：

       python run_qa.py \
      --model_name_or_path bert-base-uncased \
      --dataset_name squad \
      --do_train \
      --do_eval \
      --per_device_train_batch_size 12 \
      --learning_rate 3e-5 \
      --num_train_epochs 2 \
      --max_seq_length 384 \
      --doc_stride 128 \
      --output_dir /tmp/debug_squad/ \
      --use_ipex \
      --bf16 --no_cuda

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Practice example

Blog: Accelerating PyTorch Transformers with Intel Sapphire Rapids