昇腾超节点SuperPOD跑通万亿参数MoE大模型后训练工程

作者: 李祥敬

责任编辑: 李祥敬

来源: CBISMB

时间: 2026-10-14 16:11

关键字: DeepSeek ,昇腾 ,超节点

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过去几年,大模型的发展逻辑很简单:参数越大、数据越多,能力就越强。但随着模型规模迈向万亿级别,这条路径正面临现实挑战。训练成本与工程复杂度急剧上升,单纯依靠堆砌加速卡已经不够。真正的瓶颈,不再只是算力总量,而是算力利用效率。

在超大规模训练集群中,计算、通信与任务调度紧密耦合。即便拥有大量加速芯片,如果大量时间消耗在数据交换、同步等待和低效算子执行上,整体训练效率依然会大打折扣。这一问题在混合专家模型(MoE)上尤为突出。MoE架构通过多个专家网络扩展模型容量,但token路由与跨设备数据交换,会显著增加通信压力。当模型进入万亿参数阶段,如何让硬件资源更多用于有效计算,成为大模型研发的核心工程难题。

近日,深圳河套学院AI训练平台(SLAI²)发布技术报告,展示了在昇腾SuperPOD集群上,针对DeepSeek-V4系列万亿参数MoE模型开展全参数后训练的系统优化实践。这项工作证明,国产超节点集群不仅能够承载前沿大模型的训练任务,还可以通过全栈优化大幅提升算力利用效率。

通信等待吞噬过半算力,万亿MoE卡在哪里?

为了定位超大规模模型后训练的性能瓶颈,研究团队以DeepSeek-V4-Pro(1.6万亿参数MoE模型)为目标,在昇腾SuperPOD集群上进行工程验证。

分析发现,通信开销是最大瓶颈:在原始训练流程中,通信操作占据了设备执行时间的52.2%。也就是说,超过一半的硬件时间并没有用于模型计算,而是在等待数据交换和同步。

这与MoE的架构特性直接相关。不同于传统稠密模型,MoE需要根据输入token的特点,将计算任务动态分配给不同专家网络。训练过程中,专家路由会产生频繁的跨设备数据交换;张量并行、数据并行需要梯度同步;流水线并行也可能因任务衔接不充分而产生空闲等待。与此同时,大量碎片化小算子的频繁调用,进一步拖累了整体性能。

这说明,万亿参数模型训练的问题,早已不是“加更多卡”就能解决,而是要通过系统级优化,让已有硬件尽可能投入有效计算。

分层优化:不同模块,不再套用同一种并行方案

过去的大模型训练,往往倾向于为所有模块套用统一的并行策略。但MoE架构中,注意力模块与专家模块在计算模式、通信需求和并行效率上存在显著差异。

SLAI²团队采取了分层优化思路:注意力层采用较低的张量并行度,以提升矩阵运算效率;MoE层采用专家张量并行,避免专家网络被过度拆分;同时引入虚拟流水线并行,缓解显存压力。简而言之,就是根据模型不同模块的计算特点,分别设计优化路径,而非用“一套方案解决所有问题”。

在分布式训练中,通信效率直接决定硬件利用率。如果计算必须等待通信完成,芯片就只能空转。针对MoE token分发过程中的同步等待问题,团队优化了计算与通信的重叠机制,让共享专家的计算过程与通信过程并行执行,将原本串行的环节转化为并行,有效减少了等待时间。

AI参与算子调优,让底层执行更适配硬件

除了并行策略与通信优化,底层算子的执行效率同样关键。

传统模式下,算子调优高度依赖工程师人工经验。在这项实践中,团队引入了面向AscendC的AuraKernel方法:通过运筹优化建模与真实硬件反馈,自动搜索内核分块策略,形成硬件感知的算子优化闭环。这种方式不再完全依赖人工调参,而是结合算法搜索与硬件实测数据,寻找更适合当前计算环境的算子执行方案。其中,稀疏注意力机制因涉及复杂的数据访问与调度逻辑,成为重点优化对象。

通过这一系列优化,系统整体性能得到显著提升:模型浮点计算利用率(MFU)从开源基线的11.67%提升至34.22%,达到基线方案的2.93倍。这意味着,更多计算资源真正投入了模型运算,而非消耗在通信和等待中。

从“会回答”到“会解题”:后训练释放领域专业能力

提升训练效率之外,后训练本身也正在成为释放大模型能力的重要路径。对于万亿参数级模型而言,从头预训练的成本和工程复杂度极高,如何通过后训练实现低成本的领域适配与能力增强,是行业共同关注的课题。

研究团队以DeepSeek-V4-Flash为基础模型,开展了面向运筹优化领域的专项后训练。运筹优化任务要求模型不仅理解自然语言描述,还要能识别变量、约束条件和目标函数,并生成可被求解器执行的代码,同时验证数学结构是否等价。

为此,团队构建了持续预训练(CPT)与监督微调(SFT)相结合的数据流程。该流程将种子样本、中间结构表示、问题生成与求解器校验整合为统一闭环,最终产出覆盖4类任务、3种问题形态的1万条高质量训练样本。每条数据都经过求解器验证,确保模型学习的是可执行的数学建模能力,而不只是生成形式合理的文本。

评测结果显示,经过专项后训练,模型在四项运筹优化基准测试中的平均零样本Pass@1得分达到71.81%,高于GPT-5.4-Mini的67.83%,以及基础版DeepSeek-V4-Flash的60.54%。这表明,通过后训练进行领域适配,可以在特定专业任务上实现显著的能力跃升。

结语:万亿参数时代,训练效率才是真正的门槛

当模型规模从千亿迈向万亿,大模型竞争的核心正在发生变化。比拼的不只是“谁拥有更多算力”,更是“谁能更高效地利用算力”。训练框架、通信优化、算子能力与后训练流程的协同进化,将越来越决定模型迭代的速度与成本。

SLAI²团队的这项工作,展示了在昇腾超节点上完成万亿参数MoE全参数后训练的全栈路径。据透露,团队下一步计划将后训练流程推进至智能体强化学习阶段,并逐步开放训练配置、监控回调以及优化后的AscendC内核代码。对于整个行业而言,这类基础设施层面的探索,或许比单一模型的能力突破更具长远价值。

参考资料

论文:https://arxiv.org/abs/2607.20145

代码:https://github.com/SLAI-AITP/SLAI-T-Rex

模型:https://www.modelscope.cn/profile/SLAIAITP

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