gradient_checkpointing-Toy模板网

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点评：本质是减少内存消耗的一种方式，以时间或者计算换内存

gradient_checkpointing（梯度检查点）是一种用于减少深度学习模型中内存消耗的技术。在训练深度神经网络时，反向传播算法需要在前向传播和反向传播之间存储中间计算结果，以便计算梯度并更新模型参数。这些中间结果的存储会占用大量的内存，特别是当模型非常深或参数量很大时。

梯度检查点技术通过在前向传播期间临时丢弃一些中间结果，仅保留必要的信息，以减少内存使用量。在反向传播过程中，只需要重新计算被丢弃的中间结果，而不需要存储所有的中间结果，从而节省内存空间。

实现梯度检查点的一种常见方法是将某些层或操作标记为检查点。在前向传播期间，被标记为检查点的层将计算并缓存中间结果。然后，在反向传播过程中，这些层将重新计算其所需的中间结果，以便计算梯度。

以下是一种简单的实现梯度检查点的伪代码：

```
for input, target in training_data:
    # Forward pass
    x1 = layer1.forward(input)
    x2 = layer2.forward(x1)
    x3 = checkpoint(layer3, x2) # Apply checkpointing on layer3
    x4 = layer4.forward(x3)
    output = layer5.forward(x4)

    # Compute loss and gradient
    loss = compute_loss(output, target)
    gradient = compute_gradient(loss)

    # Backward pass
    grad_x4 = layer5.backward(gradient)
    grad_x3 = layer4.backward(grad_x4)
    grad_x2 = checkpoint(layer3, x2, backward=True) # Apply checkpointing on layer3 during backward pass
    grad_x1 = layer2.backward(grad_x2)
    grad_input = layer1.backward(grad_x1)

    # Update model parameters
    update_parameters(layer1)
    update_parameters(layer2)
    update_parameters(layer3)
    update_parameters(layer4)
    update_parameters(layer5)
```

在上述伪代码中，`checkpoint`函数用于标记需要进行梯度检查点的层。在前向传播期间，它计算并缓存中间结果；在反向传播期间，它重新计算中间结果，并传递梯度。这样，只有在需要时才会存储中间结果，从而减少内存消耗。

需要注意的是，梯度检查点技术在减少内存消耗的同时，会导致额外的计算开销。因为某些中间结果需要重新计算，所以整体的训练时间可能会稍微增加。因此，在决定使用梯度检查点时，需要权衡内存消耗和计算开销之间的折衷。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-794233.html

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