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更新时间:2024-12-17 GMT+08:00
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Llama 3.2-Vision基于DevServer适配Pytorch NPU训练微调指导(6.3.911)

方案概览

本方案介绍了在ModelArts Lite DevServer上使用昇腾计算资源Ascend Snt9B开展Llama 3.2-Vision-11B模型的训练过程,包括finetune full训练和LoRA训练。

约束限制

  • 本方案目前仅适用于企业客户。
  • 本文档适配昇腾云ModelArts 6.3.911版本,请参考获取配套版本的软件包和镜像,请严格遵照版本配套关系使用本文档。
  • 本文档中的模型运行环境是ModelArts Lite DevServer。
  • 镜像适配的Cann版本是cann_8.0.rc3。
  • 驱动版本:23.0.6。
  • PyTorch版本:2.1.0。
  • 确保容器可以访问公网。

资源规格要求

推荐使用“西南-贵阳一”Region上的DevServer资源和Ascend Snt9B。

获取软件和镜像

表1 获取软件和镜像

分类

名称

获取路径

插件代码包

AscendCloud-6.3.911软件包中的AscendCloud-AIGC-6.3.911-xxx.zip

文件名中的xxx表示具体的时间戳,以包名发布的实际时间为准。

获取路径:Support-E,在此路径中查找下载ModelArts 6.3.911 版本。

说明:

如果上述软件获取路径打开后未显示相应的软件信息,说明您没有下载权限,请联系您所在企业的华为方技术支持下载获取。

基础镜像包

swr.cn-southwest-2.myhuaweicloud.com/atelier/pytorch_2_1_ascend:pytorch_2.1.0-cann_8.0.rc3-py_3.9-hce_2.0.2409-aarch64-snt9b-20241112192643-c45ac6b

SWR上拉取。

步骤一:检查环境

  1. 请参考DevServer资源开通,购买DevServer资源,并确保机器已开通,密码已获取,能通过SSH登录,不同机器之间网络互通。

    购买DevServer资源时如果无可选资源规格,需要联系华为云技术支持申请开通。

    当容器需要提供服务给多个用户,或者多个用户共享使用该容器时,应限制容器访问Openstack的管理地址(169.254.169.254),以防止容器获取宿主机的元数据。具体操作请参见禁止容器获取宿主机元数据

  2. SSH登录机器后,检查NPU卡状态。运行如下命令,返回NPU设备信息。
    npu-smi info                    # 在每个实例节点上运行此命令可以看到NPU卡状态
    npu-smi info -l | grep Total    # 在每个实例节点上运行此命令可以看到总卡数

    如出现错误,可能是机器上的NPU设备没有正常安装,或者NPU镜像被其他容器挂载。请先正常安装固件和驱动,或释放被挂载的NPU。

  3. 检查是否安装docker。
    docker -v   #检查docker是否安装

    如尚未安装,运行以下命令安装docker。

    yum install -y docker-engine.aarch64 docker-engine-selinux.noarch docker-runc.aarch64
  4. 配置IP转发,用于容器内的网络访问。执行以下命令查看net.ipv4.ip_forward配置项的值,如果为1,可跳过此步骤。
    sysctl -p | grep net.ipv4.ip_forward
    如果net.ipv4.ip_forward配置项的值不为1,执行以下命令配置IP转发。
    sed -i 's/net\.ipv4\.ip_forward=0/net\.ipv4\.ip_forward=1/g' /etc/sysctl.conf
    sysctl -p | grep net.ipv4.ip_forward

步骤二:获取基础镜像

建议使用官方提供的镜像部署推理服务。镜像地址{image_url}获取请参见表1

docker pull {image_url}

步骤三:启动容器镜像

启动容器镜像,启动前可以根据实际需要增加修改参数。

docker run -itd --net=host \
--device=/dev/davinci0 \
--device=/dev/davinci1 \
--device=/dev/davinci2 \
--device=/dev/davinci3 \
--device=/dev/davinci4 \
--device=/dev/davinci5 \
--device=/dev/davinci6 \
--device=/dev/davinci7 \
--device=/dev/davinci_manager \
--device=/dev/devmm_svm \
--device=/dev/hisi_hdc \
--shm-size=1024g \
-v /usr/local/dcmi:/usr/local/dcmi \
-v /usr/local/Ascend/driver:/usr/local/Ascend/driver \
-v /var/log/npu/:/usr/slog \
-v /usr/local/sbin/npu-smi:/usr/local/sbin/npu-smi \
-v ${work_dir}:${container_work_dir} \
--name ${container_name} \
${image_id}  \
/bin/bash
  • --device=/dev/davinciX 挂载NPU设备,示例中挂载了8张卡
  • work_dir:工作目录,目录下存放着训练所需代码、数据等文件
  • container_work_dir: 容器工作目录,一般同work_dir
  • container_name:自定义容器名
  • image_id:镜像ID,通过docker images来查看拉取的镜像ID。

步骤四:进入容器

通过容器名称进入容器中。默认使用ma-user用户执行后续命令。

docker exec -it  ${container_name} bash

修改权限。

sudo chown -R ma-user:ma-group ${container_work_dir}

此步骤可能需要密码或root权限。

步骤五:下载代码安装环境

下载华为侧插件代码包AscendCloud-AIGC-6.3.911-xxx.zip文件,获取路径参见表1 获取软件和镜像

mv AscendCloud-AIGC-6.3.911-*.zip ${container_work_dir}
cd ${container_work_dir}
unzip AscendCloud-AIGC-6.3.911-*.zip 
cp -r multimodal_algorithm/Llama32_Vision/train/6b33108084eb4a8efd5d09090a3e1a51f6920129/* ${container_work_dir}
# 下载复制贝后${container_work_dir}目录下存在如下5个文件
# 1.llama32_vision_install.sh
# 2.custom_dataset_info_demo.json
# 3.llama32_vision.patch
# 4.llama32_vision_11b_finetune_sft.sh
# 5.llama32_vision_11b_finetune_lora.sh

安装代码&环境

bash llama32_vision_install.sh

步骤六:增加适配代码

# 安装优化加速包
cd ${container_work_dir}/multimodal_algorithm/ascendcloud_multimodal_plugin
pip install -e .

# 使能优化加速包(此步默认在环境安装阶段已完成,可忽略)
# 在${container_work_dir}/ms-swift/swift/cli/sft.py中引入优化代码包 from ascendcloud_multimodal.train.models.llama32_vision import ascend_modeling_mllama

步骤七:数据集下载与制作

下载COCO2014数据集:train2014.zipcoco_karpathy_train_567k.zip。本节展示了基于COCO2014数据集制作一个演示的demo数据集,若用户有自定义数据集需求,可按以下叙述的数据集格式构建用户自定义数据集。

在${container_work_dir}目录下载以上数据集,并将其放置在${container_work_dir}路径下;

cd ${container_work_dir}
wget http://images.cocodataset.org/zips/train2014.zip && unzip train2014.zip 
wget https://github.com/OpenGVLab/InternVL/releases/download/data/coco_karpathy_train_567k.zip && unzip coco_karpathy_train_567k.zip

下载COCO2014数据集后目录结构如下:

${container_work_dir} 
├── train2014
│    ├── COCO_train2014_000000270070.jpg
│    ├── COCO_train2014_000000101772.jpg
│    ├── COCO_train2014_000000359320.jpg
│    ...
│    ├── COCO_train2014_000000177349.jpg
│    ├── COCO_train2014_000000283267.jpg
│    └── COCO_train2014_000000334463.jpg
└── coco_karpathy_train_567k.jsonl

对于coco_karpathy_train_567k.jsonl文件进行过滤过滤出train2014目录下图片对应的数据,并按如下格式重新构建json文件(coco2014_train.json):

[
  {
    "id": "0",
    "image": "train2014/COCO_train2014_000000057870.jpg",
    "conversations": [
      {
        "role": "user",
        "content": "<image>\nProvide a one-sentence caption for the provided image."
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "A restaurant has modern wooden tables and chairs."
      }
    ]
  },
  {
    "id": "1",
    "image": "train2014/COCO_train2014_000000057870.jpg",
    "conversations": [
      {
        "role": "user",
        "content": "<image>\nProvide a one-sentence caption for the provided image."
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "A long restaurant table with rattan rounded back chairs."
      }
    ]
  },
...
...
...
  {
    "id": "413961",
    "image": "train2014/COCO_train2014_000000475546.jpg",
    "conversations": [
      {
        "role": "user",
        "content": "<image>\nProvide a one-sentence caption for the provided image."
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "Group of people drinking wine at a public location."
      }
    ]
  },
  {
    "id": "413962",
    "image": "train2014/COCO_train2014_000000475546.jpg",
    "conversations": [
      {
        "role": "user",
        "content": "<image>\nProvide a one-sentence caption for the provided image."
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "Three women and a man are sitting at a bar"
      }
    ]
  }
]

  • 由于coco2014_train.json数据量过大,为方便适配,本指导中使用的是:取coco2014_train.json文件前4万条数据作为后续使用的demo数据集(命名为:coco2014_train_filter_40k.json);
  • 启动训练脚本前,需检查并保证下载的数据集train2014文件夹与训练脚本均在工作目录${container_work_dir}下。

demo数据集配置指导如下:

修改custom_dataset_info_demo.json文件中dataset_path(${container_work_dir}/ms-swift/swift/llm/data目录下)参数为以上步骤制作的json文件(coco2014_train_filter_40k.json)的路径;custom_dataset_info_demo.json文件如下。

{
    "coco2014_train_40k_demo": {
        "dataset_path": "path/to/coco2014_train_filter_40k.json",
        "image": "image",
        "conversations": {
          "user_role": "user", 
          "assistant_role": "assistant",
          "from_key": "role",
          "value_key": "content",
          "error_strategy": "delete",
          "media_type": "image",
          "media_key": "image"
        }
    }
}

步骤八:下载模型权重

从modelscope下载Llama-3.2-11B-Vision-Instruct或将您已下载的权重文件上传到容器能正常访问的目录。

方式1:手动下载,并将其放置在${container_work_dir}路径下。

方式2:利用git下载,须确保git lfs已成功安装:

cd ${container_work_dir}
git clone https://www.modelscope.cn/LLM-Research/Llama-3.2-11B-Vision-Instruct.git 
cd Llama-3.2-11B-Vision-Instruct 
git lfs pull

步骤九:开始训练

单机训练

cd ${container_work_dir}
# 指定model_path为步骤八:下载模型权重下载的Llama-3.2-11B-Vision-Instruct权重路径
# 指定dataset参数为步骤七:数据集下载与制作中所述custom_dataset_info_demo.json中文件设置的数据集名称:coco2014_train_40k_demo
# 修改custom_dataset_info参数路径为${container_work_dir}/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json 
# finetune sft全参微调场景
model_path=path/to/Llama-3.2-11B-Vision-Instruct \
dataset=coco2014_train_40k_demo \
custom_dataset_info=path/to/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json \
work_dir=${container_work_dir} \
globol_batch_size=32 \
per_device_batch_size=2 \
bash llama32_vision_11b_finetune_sft.sh  
# finetune lora微调场景
model_path=path/to/Llama-3.2-11B-Vision-Instruct \
dataset=coco2014_train_40k_demo \
custom_dataset_info=path/to/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json \
work_dir=${container_work_dir} \
globol_batch_size=32 \
per_device_batch_size=4 \
bash llama32_vision_11b_finetune_lora.sh

多机训练

cd ${container_work_dir}
# 指定model_path为步骤八:下载模型权重下载的Llama-3.2-11B-Vision-Instruct权重路径
# 指定dataset参数为步骤七:数据集下载与制作中所述custom_dataset_info_demo.json中文件设置的数据集名称:coco2014_train_40k_demo
# 指定custom_dataset_info参数路径为${container_work_dir}/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json 
# finetune sft场景
model_path=path/to/Llama-3.2-11B-Vision-Instruct \
dataset=coco2014_train_40k_demo \
custom_dataset_info=path/to/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json \
work_dir=${container_work_dir} \
node_num=${NODE_NUM} \
node_rank=${NODE_RANK} \
master_addr=${MASTER_ADDR} \
globol_batch_size=32*${NODE_NUM} \
per_device_batch_size=2 \
bash llama32_vision_11b_finetune_sft.sh  
# finetune lora场景
model_path=path/to/Llama-3.2-11B-Vision-Instruct \
dataset=coco2014_train_40k_demo \
custom_dataset_info=path/to/ms-swift/swift/llm/data/custom_dataset_info_demo.json \
work_dir=${container_work_dir} \
node_num=${NODE_NUM} \
node_rank=${NODE_RANK} \
master_addr=${MASTER_ADDR} \
globol_batch_size=32*${NODE_NUM} \
per_device_batch_size=4 \
bash llama32_vision_11b_finetune_lora.sh

参数说明:

  • node_num/NODE_NUM:机器数量,修改${NODE_NUM}为具体数字。
  • node_rank/NODE_RANK:机器rank num,主机为0,其余递增,修改${NODE_RANK}为具体数字。
  • master_addr/MASTER_ADDR:主机IP地址,修改${MASTER_ADDR}为主机IP。
  • globol_batch_size:全局批次大小。
  • per_device_batch_size:每张卡上的批次大小。

以单机结果为例,训练成功如下图所示。

图1 sft全参微调训练成功
图2 lora微调训练成功

附:loss曲线

loss结果

  • sft全参微调NPU训练结果loss收敛且趋势与GPU训练loss一致
    图3 sft全参微调单机loss曲线对比结果

    图4 sft全参微调双机loss曲线对比结果

  • lora微调NPU训练结果loss收敛且趋势与GPU训练loss一致
    图5 lora微调双机loss曲线对比结果
    图6 lora微调双机loss曲线对比结果

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