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Revisiting the In-Network Aggregation in Distributed Machine Learning

delete2025-01-01
delete0
PRE
AI
H
Haowen Zhu
郭
郭泽华 (Zehua Guo)
DOI:10.1109/TON.2025.3539430delete
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摘要

摘要

En 中文
分布式机器学习(DML)被提出利用多个训练节点并行训练模型以加速机器学习模型的训练。近期研究应用新兴的In-Network Aggregation(INA)通过将梯度聚合过程从主机卸载到可编程交换机来进一步提高训练效率。然而,现有的INA方案既无法提供高性能训练,这是由于单交换机梯度聚合效率低下,也难以部署,因为需要修改主机协议栈。在本文中,我们提出了一种易于部署的基于INA的解决方案,称为Hierarchical In-Network Aggregation(HINA),通过在数据中心网络(DCN)中分层执行多次聚合来加速DML训练过程。我们将梯度聚合问题表述为联合梯度路由和发送速率(JGRSR)问题,这是一个具有高计算复杂度的混合整数线性规划(MILP)问题。此外,我们提出HINA采用渐进取整和随机取整来确定梯度流的路径和训练节点的发送速率,以简化和求解JGRSR问题。仿真结果表明,与最先进的方案相比,HINA将通信时间减少了61%–92%,并将网络负载降低了39%–66%。
Keyword:
Distributed machine learning
in-network aggregation
gradient routing
sending rate

期刊

I
IEEE Transactions on Networking
IF:
0
论文数:
551
被引数:
0

机构

B
beijing institute of technology
学者数:
5.5W
论文数: 4.0W
被引数: 63
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