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Flashlight es una biblioteca de aprendizaje automático y de tensores independiente en C++ utilizada para construir y entrenar redes neuronales. Funciona como un framework integral de redes neuronales y motor de diferenciación automática, proporcionando las herramientas para construir grafos de computación y calcular gradientes mediante retropropagación. El proyecto sirve como framework de entrenamiento distribuido, utilizando operaciones all-reduce para sincronizar gradientes y parámetros a través de múltiples nodos de cómputo y dispositivos. Se distingue por una integración profunda de manipulación de tensores de alto rendimiento, interoperabilidad nativa de memoria de dispositivo y un sistema para sincronizar pesos a través de trabajadores distribuidos para acelerar el entrenamiento de modelos a gran escala. El framework cubre una amplia gama de capacidades de aprendizaje profundo, incluyendo composición modular de capas para diseñar arquitecturas complejas como bloques residuales y celdas recurrentes. Proporciona utilidades extensas de gestión de datos para ingesta y prefetching, junto con sistemas de serialización para persistir estados de modelos. Además, incluye una suite de herramientas de monitorización y observabilidad para rastrear métricas de entrenamiento y medir errores de secuencia. La biblioteca está implementada en C++.

NCCL es una biblioteca de comunicación de alto rendimiento y un framework de computación distribuida en GPU diseñado para ejecutar intercambios de datos colectivos y punto a punto a través de múltiples GPUs en sistemas de uno o varios nodos. Sirve como capa de transporte RDMA para GPU y orquestador de memoria, facilitando la sincronización de gran ancho de banda de datos y gradientes de modelos para el entrenamiento e inferencia distribuida en GPU. La biblioteca se distingue por su capacidad para ejecutar primitivas de comunicación directamente desde kernels de GPU, eliminando la CPU anfitriona del camino crítico. Utiliza la selección de rutas consciente de la topología para optimizar el movimiento de datos y emplea transporte de red basado en RDMA, incluyendo InfiniBand y NVLink, para permitir el acceso a memoria de copia cero entre dispositivos a través de diferentes nodos físicos. El proyecto cubre una amplia gama de patrones de comunicación colectiva, incluyendo reducciones, broadcasts, gathers e intercambios all-to-all, junto con acceso remoto a memoria punto a punto. Proporciona una gestión integral de comunicadores para inicializar, particionar y redimensionar grupos de GPU, así como una gestión de memoria especializada para registrar buffers y coordinar memoria compartida de dispositivo. El sistema incluye un conjunto de herramientas de monitoreo y observabilidad para el seguimiento de la salud, registro de diagnósticos y monitoreo de eventos en tiempo real, así como interfaces de integración para frameworks de aprendizaje automático, CUDA graphs, MPI y Python.