9.1 分布式训练三剑客：DP、MP、PP并行策略详解

在深度学习模型规模不断增大的今天，单个GPU已经无法满足训练大模型的需求。分布式训练技术成为训练大规模模型的必要手段。本章将详细介绍分布式训练中的三种核心并行策略：数据并行（Data Parallelism, DP）、模型并行（Model Parallelism, MP）和流水线并行（Pipeline Parallelism, PP），帮助读者深入理解这些技术的原理、实现方式和适用场景。

分布式训练概述

随着模型参数量的指数级增长，单个设备的内存和计算能力已经无法满足大规模模型训练的需求。分布式训练通过将计算任务分配到多个设备上并行执行，有效解决了这一问题。

分布式训练的核心思想

分布式训练的核心思想是将大规模的计算任务分解为多个小任务，分配到不同的计算设备上并行执行，然后通过设备间通信同步结果，最终完成整个训练过程。

数据并行（Data Parallelism, DP）

数据并行是最直观、最常用的分布式训练策略。在数据并行中，每个设备都保存完整的模型副本，但处理不同的数据批次。

原理与实现

importtorchimporttorch.nnasnnimporttorch.distributedasdistfromtorch.nn.parallelimportDistributedDataParallelasDDPimporttorch.multiprocessingasmpclassSimpleModel(nn.Module):"""简单模型示例"""def__init__(self,input_size=784,hidden_size=256,num_classes=