hyper-parallel:基于昇腾超节点的分布式并行加速库

可用于大语言模型、多模态大模型训练及强化学习,提供昇腾超节点亲和的分布式并行加速能力,支持资源池化管理、拓扑感知调度、FP8混合精度训练,实现模型与系统优化解耦及全流程确定性。【此简介由AI生成】

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简化超节点编程  ·  释放并行算力

昇腾超节点亲和的分布式并行加速库

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简介

HyperParallel 面向昇腾超节点提供分布式并行加速能力。针对资源池化、对等架构、分层网络拓扑和 FP8 低精度格式等特点,框架覆盖从集群分布式并行到芯片内多核并行,并支持 CPU DRAM 与 NPU HBM 池化管理、拓扑感知调度、通信路径规划和 FP8 混合精度训练。


核心设计

  • 模型与系统优化解耦:HyperParallel 将并行、重计算和 Offload 等系统优化从模型代码中分离,并通过声明式接口注入模型;并行范式覆盖集群 SPMD、集群 MPMD 和芯片内多核 MPMD,面向大语言模型和多模态模型训练。

  • 兼容 Hugging Face 生态:HyperParallel 支持直接读取 Hugging Face 模型配置和预训练权重,并复用 Transformers 中已有的模型实现;模型创建后,由 HyperParallel 以声明式方式将并行、重计算和算子替换等分布式逻辑注入模型。

  • 全流程确定性:HyperParallel 支持计算、通信、数据预处理和随机数等环节的确定性,并对已支持模型进行 bitwise 对齐验证。确定性模式可能带来性能开销,但有助于复现训练结果、发现 SDC 和定位问题。

  • 动静混合:静态图有利于通算并发、内存分析和执行序编排,但完整动转静对模型语法和编译能力要求较高。HyperParallel 在动态图基础上支持受约束的局部动转静。


📣 最新消息


使用入口

HyperParallel 模型训练

HyperParallel 模型 面向训练用户,通过 YAML 配置 Hugging Face 模型、数据、优化器、并行策略以及保存与恢复方式。

支持模型

HyperParallel Core

HyperParallel Core 面向模型作者和框架开发者,提供从分布式模型构建到训练执行与状态管理的底层能力。

核心能力

  • 模型切分与并行组合:以 DeviceMesh、DTensor 和 Shard 描述设备拓扑与 Tensor 布局,并组合 FSDP/HSDP、TP、CP、EP、PP 等并行策略。
  • MoE 与异构执行:覆盖专家切分、路由和 token dispatch,以及流水线调度、集群 MPMD 和芯片内多核 MPMD。
  • 内存与性能优化:提供 Activation Checkpoint、Activation Swap、通信与计算重叠、通信融合和自动并行能力。
  • 训练与状态管理:提供优化器、分布式检查点、异步保存、离线格式转换和确定性训练能力。
相关文档

未来计划

安装

完整安装方式、源码构建参数和环境要求见 安装指南。


🚀 快速开始

使用 HyperParallel 启动模型训练

运行仓库提供的单机 8 卡训练示例 hyper_parallel/models/qwen3_moe/recipes/train.yaml:

torchrun --standalone --nproc_per_node=8 \
  scripts/train_lm.py hyper_parallel/models/qwen3_moe/recipes/train.yaml

附加命令行参数可按 YAML 字段路径覆盖配置值,无需修改配置文件:

torchrun --standalone --nproc_per_node=8 \
  scripts/train_lm.py hyper_parallel/models/qwen3_moe/recipes/train.yaml \
  --model.pretrained_model_name_or_path=/path/to/model \
  --training.train_iters=10

字段定义与解析规则见 训练配置与组件。

使用 HyperParallel Core API

以下示例在数据并行 DeviceMesh 上应用 fully_shard,实现模型参数分片:

from hyper_parallel import fully_shard, init_device_mesh

dp_mesh = init_device_mesh("npu", (dp_size,), mesh_dim_names=("dp",))
model = fully_shard(model, mesh=dp_mesh)

TP、CP、EP、PP 等组合方式见 特性使用指南,公开接口见 API 参考。


📖 文档


🗂️ 项目结构

HyperParallel/
├── hyper_parallel/
│   ├── models/                         # 模型族适配层与 recipes/train.yaml,对外入口 api.py
│   │   └── _transformers/              # Transformers 模型构建与预训练权重加载
│   ├── trainer/                        # TrainerConfig、TextTrainer/VLMTrainer 和训练生命周期
│   ├── components/                     # 高性能 modules/functional、优化器、loss 和 checkpoint
│   ├── data/                           # 数据集读取、样本转换与 dataloader
│   ├── distributed/                    # 分布式模型构建、并行计划应用与激活管理
│   ├── core/
│   │   ├── dtensor/                    # DeviceMesh、Layout、placement 和 DTensor
│   │   ├── shard/                      # sharding plan、自定义 shard 和 DFunction
│   │   ├── fully_shard/                # FSDP/HSDP 参数与执行调度
│   │   ├── tensor_parallel/            # TP styles 与 loss parallel
│   │   ├── context_parallel/           # Context Parallel
│   │   ├── expert_parallel/            # Expert Parallel
│   │   ├── pipeline_parallel/          # Pipeline stage 与调度
│   │   └── distributed_checkpoint/     # 分布式保存、加载与 reshard
│   ├── collectives/                    # 集合通信接口与实现
│   └── platform/                       # PyTorch、MindSpore 与设备后端适配
├── examples/
│   ├── training_demo/                  # 训练示例(数据准备、离线/在线 YAML)
│   ├── data/                           # 数据准备脚本
│   ├── generate/                       # 生成与精度对齐校验脚本
│   ├── mindspore/                      # MindSpore 后端示例
│   └── torch/                          # PyTorch 后端 Core API 组合示例
├── docs/
│   ├── guide/                          # 使用指南
│   └── api/                            # API 参考
└── tests/                              # models、Core 和后端测试

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📄 许可证

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项目介绍

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