split¶

paddle.distributed. split ( x, size, operation, axis=0, num_partitions=1, gather_out=True, weight_attr=None, bias_attr=None, name=None ) [源代码] ¶

切分指定操作的参数到多个设备，并且并行计算得到结果。

当前，支持一下三种情形。

情形 1：并行 Embedding

Embedding 操作的参数是个 NxM 的矩阵，行数为 N，列数为 M。并行 Embedding 情形下，参数切分到 num_partitions 个设备，每个设备上的参数是 (N/num_partitions + 1)行、M 列的矩阵。其中，最后一行作为 padding idx。

假设将 NxM 的参数矩阵切分到两个设备 device_0 和 device_1。那么每个设备上的参数矩阵为(N/2+1)行和 M 列。device_0 上，输入 x 中的值如果介于[0, N/2-1]，则其值保持不变；否则值变更为 N/2，经过 embedding 映射为全 0 值。类似地，device_1 上，输入 x 中的值 V 如果介于[N/2, N-1]之间，那么这些值将变更为(V-N/2)；否则，值变更为 N/2，经过 embedding 映射为全 0 值。最后，使用 all_reduce_sum 操作汇聚各个卡上的结果。

单卡 Embedding 情况如下图所示

并行 Embedding 情况如下图所示

情形 2：行并行 Linear

Linear 操作是将输入变量 X(N*N)与权重矩阵 W(N*M)进行矩阵相乘。行并行 Linear 情形下，参数切分到 num_partitions 个设备，每个设备上的参数是 N/num_partitions 行、M 列的矩阵。

单卡 Linear 情况如下图所示，输入变量用 X 表示，权重矩阵用 W 表示，输出变量用 O 表示，单卡 Linear 就是一个简单的矩阵乘操作，O = X * W。

行并行 Linear 情况如下图所示，顾名思义，行并行是按照权重矩阵 W 的行切分权重矩阵为 [[W_row1], [W_row2]]，对应的输入 X 也按照列切成了两份[X_col1, X_col2]，分别与各自对应的权重矩阵相乘， 最后通过 AllReduce 规约每张卡的输出得到最终输出。

情形 3：列并行 Linear

Linear 操作是将输入变量 X(N*N)与权重矩阵 W(N*M)进行矩阵相乘。列并行 Linear 情形下，参数切分到 num_partitions 个设备，每个设备上的参数是 N 行、M/num_partitions 列的矩阵。

单卡并行 Linear 可以看上面对应的图，列并行 Linear 情况如下图所示。列并行是按照权重矩阵 W 的列切分权重矩阵为[W_col1, W_col2]， X 分别与切分出来的矩阵相乘，最后通过 AllGather 拼接每张卡的输出得到最终输出。

我们观察到，可以把上述按列切分矩阵乘法和按行切分矩阵乘法串联起来，从而省略掉一次 AllGather 通信操作，如下图所示。同时，我们注意到 Transformer 的 Attention 和 MLP 组件中各种两次矩阵乘法操作。因此，我们可以按照这种串联方式分别把 Attention 和 MLP 组件中的两次矩阵乘法串联起来，从而进一步优化性能。

# required: distributed
import paddle
import paddle.distributed.fleet as fleet

paddle.enable_static()
paddle.set_device('gpu:%d'%paddle.distributed.ParallelEnv().dev_id)
fleet.init(is_collective=True)
data = paddle.randint(0, 8, shape=[10,4])
emb_out = paddle.distributed.split(
    data,
    (8, 8),
    operation="embedding",
    num_partitions=2)