Exploration de pointe de l'entraînement d'IA décentralisé : des percées innovantes de la centralisation à Prime Intellect

Le Saint Graal de Crypto AI : Exploration de pointe de l'entraînement décentralisé

Dans l'ensemble de la chaîne de valeur de l'IA, l'entraînement des modèles est l'étape la plus gourmande en ressources et présentant le plus haut niveau de barrières techniques, déterminant directement la limite de capacité des modèles et l'efficacité des applications réelles. Par rapport à l'appel léger de la phase d'inférence, le processus d'entraînement nécessite un investissement continu en puissance de calcul à grande échelle, des processus de traitement de données complexes et un soutien d'algorithmes d'optimisation intensifs, constituant véritablement l'"industrie lourde" de la construction des systèmes d'IA. D'un point de vue paradigmatique, les méthodes d'entraînement peuvent être divisées en quatre catégories : entraînement centralisé, entraînement distribué, apprentissage fédéré et entraînement décentralisé, qui est le sujet principal de cet article.

Le Saint Graal de Crypto AI : exploration de pointe de l'entraînement décentralisé

L'entraînement centralisé est la méthode traditionnelle la plus courante, réalisée par une seule entité au sein de clusters haute performance locaux, où l'ensemble du processus d'entraînement, du matériel, des logiciels de base, du système de planification de cluster, jusqu'à tous les composants du cadre d'entraînement, est coordonné par un système de contrôle unifié. Cette architecture profondément collaborative permet d'optimiser l'efficacité du partage de mémoire, de la synchronisation des gradients et des mécanismes de tolérance aux pannes, ce qui est particulièrement adapté à l'entraînement de modèles à grande échelle comme GPT et Gemini, offrant des avantages en termes d'efficacité et de contrôle des ressources. Cependant, cela pose également des problèmes de monopole de données, de barrières à l'entrée, de consommation d'énergie et de risque de point de défaillance.

L'entraînement distribué est la méthode principale de l'entraînement de grands modèles aujourd'hui. Son cœur consiste à décomposer les tâches d'entraînement du modèle, puis à les distribuer à plusieurs machines pour une exécution collaborative, afin de surmonter les goulets d'étranglement en matière de calcul et de stockage sur une seule machine. Bien qu'il présente physiquement des caractéristiques de "Décentralisation", l'ensemble est toujours contrôlé, coordonné et synchronisé par des institutions centralisées, souvent dans des environnements de réseau local à haute vitesse, grâce à la technologie de bus interconnecté à haute vitesse NVLink, avec un nœud principal coordonnant uniformément toutes les sous-tâches. Les méthodes principales incluent :

  • Données parallèles : chaque nœud entraîne différents paramètres de données partagés, nécessitant une correspondance des poids du modèle.
  • Parallélisme de modèle : déployer différentes parties du modèle sur différents nœuds pour réaliser une forte extensibilité.
  • Parallélisme des pipelines : exécution séquentielle par étapes, amélioration du débit
  • Parallélisme de tenseurs : segmentation fine des calculs matriciels, amélioration de la granularité parallèle

L'entraînement distribué est une combinaison de "contrôle centralisé + exécution distribuée", similaire à un même patron qui dirige à distance plusieurs employés de "bureaux" pour collaborer à l'accomplissement d'une tâche. Actuellement, presque tous les grands modèles mainstream sont entraînés de cette manière.

La formation décentralisée représente un chemin futur plus ouvert et résistant à la censure. Ses caractéristiques clés sont : plusieurs nœuds qui ne se font pas confiance collaborent à l'achèvement de la tâche d'entraînement sans coordinateur central, généralement à travers des protocoles qui pilotent la distribution et la collaboration des tâches, et s'appuient sur des mécanismes d'incitation cryptographique pour garantir l'honnêteté des contributions. Les principaux défis auxquels ce mode est confronté comprennent :

  • Hétérogénéité des appareils et difficulté de division : difficulté de coordination des appareils hétérogènes, efficacité de division des tâches faible
  • Goulot d'étranglement de l'efficacité de communication : communication réseau instable, goulot d'étranglement de synchronisation des gradients évident
  • Exécution fiable manquante : manque d'environnement d'exécution fiable, difficile de vérifier si le nœud participe réellement au calcul.
  • Manque de coordination unifiée : pas de gestionnaire central, distribution des tâches et mécanisme de retour en arrière des exceptions complexe

La formation décentralisée peut être comprise comme : un groupe de bénévoles du monde entier contribuant chacun leur puissance de calcul pour entraîner un modèle de manière collaborative, mais la "vraie formation décentralisée à grande échelle" reste un défi d'ingénierie systémique, impliquant l'architecture système, les protocoles de communication, la sécurité cryptographique, les mécanismes économiques, la validation des modèles et d'autres aspects multiples. Cependant, la possibilité de "collaboration efficace + incitation à l'honnêteté + résultats corrects" est encore à un stade précoce d'exploration de prototypes.

L'apprentissage fédéré, en tant que forme de transition entre la répartition et la Décentralisation, met l'accent sur la conservation locale des données et l'agrégation centralisée des paramètres du modèle, adapté aux scénarios axés sur la conformité à la vie privée. L'apprentissage fédéré possède la structure d'ingénierie de l'entraînement distribué et la capacité de collaboration locale, tout en bénéficiant de l'avantage de la dispersion des données de l'entraînement décentralisé. Cependant, il dépend toujours d'une partie coordonnatrice de confiance et ne possède pas les caractéristiques d'ouverture totale et de résistance à la censure. Il peut être considéré comme une solution de "Décentralisation contrôlée" dans des scénarios de conformité à la vie privée, relativement modérée en termes de tâches d'entraînement, de structure de confiance et de mécanismes de communication, et convient mieux en tant qu'architecture de déploiement transitoire pour l'industrie.

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Décentralisation entraînant des frontières, des opportunités et des chemins réalistes

D'un point de vue des paradigmes d'entraînement, la formation décentralisée n'est pas adaptée à tous les types de tâches. Dans certains scénarios, en raison de la complexité de la structure des tâches, des besoins en ressources extrêmement élevés ou de la difficulté de collaboration, elle n'est naturellement pas adaptée à une réalisation efficace entre des nœuds hétérogènes et sans confiance. Par exemple, l'entraînement de modèles de grande taille dépend souvent d'une grande mémoire vidéo, d'une faible latence et d'une bande passante élevée, ce qui rend difficile la segmentation et la synchronisation efficaces sur un réseau ouvert ; les tâches ayant des restrictions fortes en matière de confidentialité des données et de souveraineté sont limitées par des contraintes légales et éthiques, ne pouvant pas être partagées ouvertement ; tandis que les tâches manquant de motivation à la collaboration n'ont pas de dynamisme d'engagement externe. Ces frontières constituent ensemble les limites réelles de la formation décentralisée actuelle.

Mais cela ne signifie pas que l'entraînement décentralisé est un faux problème. En fait, dans les types de tâches légères en structure, facilement parallélisables et incitatives, l'entraînement décentralisé montre un potentiel d'application clair. Cela inclut, sans s'y limiter : le fine-tuning LoRA, les tâches d'entraînement post-alignment comportemental, les tâches d'entraînement et d'annotation par crowdsourcing des données, l'entraînement de petits modèles de base contrôlables en ressources, ainsi que des scénarios d'entraînement collaboratif impliquant des dispositifs en périphérie. Ces tâches possèdent généralement des caractéristiques de haute parallélisabilité, de faible couplage et de tolérance à des puissances de calcul hétérogènes, ce qui les rend très adaptées à un entraînement collaboratif via des réseaux P2P, des protocoles Swarm, des optimiseurs distribués, etc.

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Décentralisation entraînement classique projet analyse

Actuellement, dans le domaine de la formation décentralisée et de l'apprentissage fédéré, les projets de blockchain les plus représentatifs comprennent Prime Intellect, Pluralis.ai, Gensyn, Nous Research et Flock.io. En termes d'innovation technologique et de difficulté de mise en œuvre, Prime Intellect, Nous Research et Pluralis.ai ont proposé de nombreuses explorations originales en matière d'architecture système et de conception d'algorithmes, représentant les directions de recherche théorique à la pointe actuelle ; tandis que les voies de réalisation de Gensyn et Flock.io sont relativement claires, montrant des progrès d'ingénierie préliminaires. Cet article analysera successivement les technologies clés et les architectures d'ingénierie derrière ces cinq projets, et explorera davantage leurs différences et leurs relations complémentaires dans le cadre d'un système de formation AI décentralisé.

Prime Intellect : un pionnier des réseaux de collaboration d'apprentissage renforcé vérifiables par des trajectoires d'entraînement

Prime Intellect s'engage à construire un réseau d'entraînement AI sans confiance, permettant à quiconque de participer à l'entraînement et de recevoir des récompenses fiables pour sa contribution de calcul. Prime Intellect souhaite, grâce aux trois grands modules PRIME-RL + TOPLOC + SHARDCAST, construire un système d'entraînement AI décentralisé avec vérifiabilité, ouverture et un mécanisme d'incitation complet.

01、Valeur de la structure et des modules clés du protocole Prime Intellect

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02, Explication détaillée des mécanismes clés de l'entraînement de Prime Intellect

PRIME-RL : Architecture de tâches de renforcement asynchrone découplée

PRIME-RL est un cadre de modélisation et d'exécution de tâches personnalisé par Prime Intellect pour des scénarios d'entraînement décentralisés, conçu spécifiquement pour des réseaux hétérogènes et une participation asynchrone. Il utilise l'apprentissage par renforcement comme objet d'adaptation prioritaire, découplant structurellement les processus d'entraînement, d'inférence et de téléchargement de poids, permettant à chaque nœud d'entraînement de compléter indépendamment la boucle de tâche localement, et de collaborer via des interfaces normalisées avec des mécanismes de vérification et d'agrégation. Par rapport aux processus d'apprentissage supervisé traditionnels, PRIME-RL est plus adapté pour réaliser un entraînement flexible dans un environnement sans planification centrale, réduisant ainsi la complexité du système et établissant une base pour soutenir le parallélisme des tâches multiples et l'évolution des stratégies.

TOPLOC:Mécanisme léger de validation de comportement d'entraînement

TOPLOC est un mécanisme central de vérifiabilité de formation proposé par Prime Intellect, utilisé pour déterminer si un nœud a réellement effectué un apprentissage de stratégie efficace basé sur des données d'observation. Contrairement à des solutions lourdes comme ZKML, TOPLOC ne repose pas sur le recalcul complet du modèle, mais complète la vérification de la structure allégée en analysant la trajectoire de cohérence locale entre "séquence d'observation ↔ mise à jour de stratégie". Il transforme pour la première fois les trajectoires comportementales du processus de formation en objets vérifiables, ce qui constitue une innovation clé pour réaliser une distribution de récompenses d'apprentissage sans confiance, et offre une voie réalisable pour construire un réseau de formation collaborative décentralisé, auditable et incitatif.

SHARDCAST : Protocole de combinaison et de propagation des poids asynchrones

SHARDCAST est un protocole de propagation et d'agrégation de poids conçu par Prime Intellect, optimisé pour les environnements réseau réels asynchrones, à bande passante limitée et avec des états de nœuds variables. Il combine un mécanisme de propagation de type gossip avec une stratégie de synchronisation locale, permettant à plusieurs nœuds de soumettre continuellement des mises à jour partielles dans des états désynchronisés, réalisant une convergence progressive des poids et une évolution multi-version. Par rapport aux méthodes AllReduce centralisées ou synchronisées, SHARDCAST améliore considérablement l'évolutivité et la tolérance aux pannes de l'entraînement décentralisé, constituant ainsi la base essentielle pour établir un consensus de poids stable et une itération continue de l'entraînement.

OpenDiLoCo: Cadre de communication asynchrone sparse

OpenDiLoCo est un cadre d'optimisation de communication indépendant et open source réalisé par l'équipe Prime Intellect sur la base du concept DiLoCo proposé par DeepMind, spécialement conçu pour relever les défis courants lors de l'entraînement décentralisé tels que la bande passante limitée, l'hétérogénéité des dispositifs et l'instabilité des nœuds. Son architecture est basée sur la parallélisation des données, en construisant des structures topologiques éparses telles que Ring, Expander et Small-World, évitant ainsi les coûts de communication élevés liés à la synchronisation globale, et permettant de réaliser l'entraînement collaboratif du modèle en ne s'appuyant que sur les nœuds voisins locaux. En combinant des mises à jour asynchrones et un mécanisme de tolérance aux pannes, OpenDiLoCo permet aux GPU grand public et aux dispositifs en périphérie de participer de manière stable aux tâches d'entraînement, améliorant considérablement la participation à l'entraînement collaboratif mondial, et constitue l'une des infrastructures de communication clés pour la construction d'un réseau d'entraînement décentralisé.

PCCL: Bibliothèque de communication collaborative

PCCL est une bibliothèque de communication légère conçue sur mesure par Prime Intellect pour un environnement d'entraînement AI décentralisé, visant à résoudre les goulets d'étranglement d'adaptation des bibliothèques de communication traditionnelles sur des dispositifs hétérogènes et des réseaux à faible bande passante. PCCL prend en charge les topologies éparses, la compression des gradients, la synchronisation à faible précision et la récupération après point de sauvegarde, et peut fonctionner sur des GPU grand public et des nœuds instables, servant de composant de base pour la capacité de communication asynchrone du protocole OpenDiLoCo. Il améliore considérablement la tolérance à la bande passante du réseau d'entraînement et la compatibilité des dispositifs, ouvrant la "dernière étape" des infrastructures de communication pour construire un véritable réseau d'entraînement collaboratif ouvert et sans confiance.

03、Prime Intellect réseau d'incitation et division des rôles

Prime Intellect a construit un réseau d'entraînement sans autorisation, vérifiable et doté d'un mécanisme d'incitation économique, permettant à quiconque de participer à des tâches et de recevoir des récompenses en fonction de contributions réelles. Le protocole fonctionne sur la base de trois types de rôles clés :

  • Initiateur de la tâche : définir l'environnement d'entraînement, le modèle initial, la fonction de récompense et les critères de validation
  • Nœud d'entraînement : exécuter l'entraînement local, soumettre les mises à jour de poids et les trajectoires d'observation
  • Nœuds de validation : utiliser le mécanisme TOPLOC pour vérifier la véracité des comportements d'entraînement et participer au calcul des récompenses et à l'agrégation des stratégies.

Le processus clé de l'accord comprend la publication de tâches, la formation des nœuds, la validation des trajectoires, l'agrégation des poids et la distribution des récompenses, formant un cycle d'incitation autour du "comportement d'entraînement réel".

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04, INTELLECT-2 : Lancement du premier modèle d'entraînement décentralisé vérifiable.

Prime Intellect a lancé INTELLECT-2 en mai 2025, le premier grand modèle d'apprentissage par renforcement au monde formé par la coopération de nœuds décentralisés asynchrones et sans confiance, avec une taille de paramètres atteignant 32B. Le modèle INTELLECT-2 a été entraîné grâce à la collaboration de plus de 100 nœuds GPU hétérogènes répartis sur trois continents, utilisant une architecture entièrement asynchrone, avec une durée d'entraînement dépassant 400 heures, montrant la faisabilité et la stabilité du réseau de coopération asynchrone. Ce modèle représente non seulement une percée en termes de performance, mais également le premier déploiement systématique du paradigme "l'entraînement est le consensus" proposé par Prime Intellect. INTELLECT-2 intègre des modules de protocole clés tels que PRIME-RL, TOPLOC et SHARDCAST, marquant la première réalisation d'un réseau de formation décentralisé.

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GasFeeCryingvip
· 07-09 05:26
Quelle industrie lourde n'est pas un tas de cartes graphiques ?
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WagmiWarriorvip
· 07-08 05:48
C'est ça, la version AI du pow, n'est-ce pas?
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MEVSandwichVictimvip
· 07-07 10:38
Encore un concept de炒,有什么用?
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TradFiRefugeevip
· 07-06 14:34
C'est fou, non ?
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DefiSecurityGuardvip
· 07-06 14:33
drapeau rouge : formation centralisée = point de défaillance unique. je secoue la tête devant ces risques de sécurité...
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RooftopReservervip
· 07-06 14:28
Données sur les réfugiés du mining, à découvrir~
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EthSandwichHerovip
· 07-06 14:28
Eh, ce cercle a-t-il commencé à s'enrouler autour de l'IA ?
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SolidityStrugglervip
· 07-06 14:23
C'est trop absurde, non ?
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ILCollectorvip
· 07-06 14:19
pigeons aussi poussent vers le haut.
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