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docs/api/api_python/mindspore/mindspore.boost.rst View File

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mindspore.boost
==============================

Boost能够自动加速网络,如减少BN/梯度冻结/累积梯度等。

注:此特性为测试版本,我们仍在改进其功能。

.. py:class:: mindspore.boost.AdaSum(rank, device_number, group_number, parameter_tuple)

Adaptive Summation(AdaSum)是一种优化深度学习模型并行训练的算法,它可以提升不同规模集群训练的精度,减小不同规模集群调参难度。

**参数:**

- **network** (Cell) – 训练网络,当前网络只支持单个输出。
- **optimizer** (Union[Cell]) – 用于更新权重的优化器。
- **sens** (numbers.Number) – 作为反向传播输入要填充的缩放数,默认值为1.0。

**输入:**

- **delta_weights** (Tuple(Tensor)) – 梯度tuple。
- **parameters** (Tuple(Parameter)) – 当前权重组成的元组。
- **old_parameters** (Tuple(Parameter)) – 旧的权重组成的元组。

**输出:**

Tuple(Tensor), adasum处理后更新的权重。

.. py:class:: mindspore.boost.AutoBoost(level="O0", boost_config_dict="")

MindSpore自动优化算法库。

**参数:**

- **level** (str) – Boost的配置级别。
- **boost_config_dict** (dict) – 用户可配置的超参字典,建议的格式如下:
{
"boost": {
"mode": "auto",
"less_bn": False,
"grad_freeze": False,
"adasum": False,
"grad_accumulation": False,
"dim_reduce": False},

"common": {
"gradient_split_groups": [50, 100],
"device_number": 8},

"less_bn": {
"fn_flag": True,
"gc_flag": True},

"grad_freeze": {
"param_groups": 10,
"freeze_type": 1,
"freeze_p": 0.7,
"total_steps": 65536},

"grad_accumulation": {
"grad_accumulation_step": 1},

"dim_reduce": {
"rho": 0.55,
"gamma": 0.9,
"alpha": 0.001,
"sigma": 0.4,
"n_components": 32,
"pca_mat_path": None,
"weight_load_dir": None,
"timeout": 1800}

}

**异常:**

- **Valuerror** – Boost的模式不在["auto", "manual", "enable_all", "disable_all"]这个列表中。

.. py:method:: network_auto_process_train()

使用Boost算法训练。

**返回:**

network(Cell),训练网络。
optimizer(Union[Cell]),用于更新权重的优化器。

.. py:method:: network_auto_process_eval()

使用Boost算法推理。

**返回:**

network(Cell),推理网络。

.. py:class:: mindspore.boost.BoostTrainOneStepCell(network, optimizer, sens=1.0)

Boost网络训练封装类,.

用优化器封装网络,使用输入训练网络来获取结果。反向图在*construct*函数中自动创建,并且支持多种不同的并行模式。


**参数:**

- **network** (Cell) – 训练网络,当前网络只支持单个输出。
- **optimizer** (Union[Cell]) – 用于更新权重的优化器。
- **sens** (numbers.Number) – 作为反向传播输入要填充的缩放数,默认值为1.0。

**输入:**

- **inputs** (Tuple(Tensor)) – 网络的所有输入组成的元组。

**输出:**

loss(Tensor),标量Tensor。
overflow(Tensor),标量Tensor,类型为bool。
loss scaling value(Tensor),标量Tensor。

**异常:**

- **Typerror** – 如果*sens*不是一个数字。

.. py:method:: gradient_freeze_process(*inputs)

使用梯度冻结算法训练。

**返回:**

number,网络训练过程中得到的loss值。

.. py:method:: gradient_accumulation_process(loss, grads, sens, *inputs)

使用梯度累积算法训练。

**返回:**

number,网络训练过程中得到的loss值。

.. py:method:: adasum_process(loss, grads)

使用Adasum算法训练。

**返回:**

number,网络训练过程中得到的loss值。

.. py:method:: check_adasum_enable()

Adasum算法仅在多卡或者多机场景生效,并且要求卡数符合2的n次方,该函数用来判断adasum算法能否生效。

**返回:**

enable_adasum(bool),Adasum算法是否生效。

.. py:method:: check_dim_reduce_enable()

使用降维二阶训练算法训练。

**返回:**

enable_dim_reduce(bool),降维二阶训练算法是否生效。

.. py:class:: mindspore.boost.GradientFreeze(param_groups, freeze_type, freeze_p, total_steps)

梯度冻结算法,根据指定策略随机冻结某些层的梯度,来提升网络训练性能。
冻结的层数和冻结的概率均可由用户配置。

**参数:**

- **param_groups** (Union[tuple, list]) – 梯度冻结训练的权重。
- **freeze_type** (int) – 梯度冻结训练的策略。
- **freeze_p** (float) – 梯度冻结训练的概率。
- **total_steps** (numbers.Number) – 整个训练过程的总的步数。

.. py:method:: freeze_generate(network, optimizer)

生成梯度冻结的网络与优化器。

**参数:**

- **network** (Cell) – 训练网络。
- **optimizer** (Union[Cell]) – 用于更新权重的优化器。

.. py:method:: generate_freeze_index_sequence(parameter_groups_number, freeze_strategy, freeze_p, total_steps)

生成梯度冻结每一步需要冻结的层数。

**参数:**

- **parameter_groups_number** (numbers.Number) – 梯度冻结训练的权重个数。
- **freeze_strategy** (int) – 梯度冻结训练的策略。
- **freeze_p** (float) – 梯度冻结训练的概率。
- **total_steps** (numbers.Number) – 整个训练过程的总的步数。

.. py:method:: split_parameters_groups(net, freeze_para_groups_number)

拆分用于梯度冻结训练的权重。

**参数:**

- **net** (Cell) – 训练网络。
- **freeze_para_groups_number** (numbers.Number) – 梯度冻结训练的权重个数。

.. py:class:: mindspore.boost.FreezeOpt(opt, train_parameter_groups=None, train_strategy=None)

支持梯度冻结训练的优化器。

**参数:**

- **opt** (Cell) – 非冻结优化器实例,如*Momentum*,*SGD*。
- **train_parameter_groups** (Union[tuple, list]) – 梯度冻结训练的权重。
- **train_strategy** (Union[tuple(int), list(int), Tensor]) – 梯度冻结训练的策略。

.. py:class:: mindspore.boost.GradientAccumulation(max_accumulation_step, optimizer)

梯度累积算法,在累积多个step的梯度之后,再用来更新网络权重,可以提高训练效率。

**参数:**

- **max_accumulation_step** (int) – 累积梯度的步数。
- **optimizer** (Cell) – 网络训练使用的优化器。

.. py:class:: mindspore.boost.LessBN(network, fn_flag=False)

LessBN算法,可以在不损失网络精度的前提下,自动减少网络中批归一化(Batch Normalization)的数量,来提升网络性能。

**参数:**

- **network** (Cell) – 待训练的网络模型。
- **fn_flag** (bool) – 是否将网络中最后一个全连接层替换为全归一化层。默认值:False。

.. automodule:: mindspore.boost
:members:

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