NVIDIA GPU助力提升模型训练和推理性价比

无量推荐系统承载着腾讯PCG（平台与内容事业群）的推荐场景，包括： 腾讯看点（浏览器、QQ看点、商业化）、腾讯新闻、腾讯视频、腾讯音乐、阅文、应用宝、小鹅拼拼等。无量推荐系统支持日活跃用户达数亿级别，其中的模型数量达数千个，日均调用服务达到千亿级别。无量推荐系统，在模型训练和推理都能够进行海量Embedding和DNN模型的GPU计算，是目前业界领先的体系结构设计。

传统推荐系统面临挑战

传统推荐系统具有以下特点： 训练是基于参数服务器的框架，解决海量数据和稀疏特征的分布式训练问题。推理通常分离大规模Embedding和DNN，只能进行DNN的GPU加速。 所以，传统的推荐系统架构具有一些局限性：1. 大规模分布式架构有大量的额外开销，比如参数和梯度的网络收发。2. 随着DNN模型复杂性的的进一步提升，CPU的计算速度开始捉襟见肘。 随着业务的快速增长，日活用户增多，对其调用数量快速增加，给推荐系统后台带来了新的挑战：1. 模型更加复杂，计算量更大，但是参数服务器的分布式架构有效计算比很低。2. 海量Embedding因为规模庞大，查询和聚合计算难以有效利用GPU高性能显存和算力的优势。

GPU助力提升模型训练和推理性价比

基于以上的挑战，腾讯PCG（平台与内容事业群）选择使用基于NVIDIA A100 GPU的分布式系统架构来创建无量推荐系统。

1. 通过多级存储和Pipeline优化，在HPC上完成大规模推荐模型的GPU的高性能训练。2. 基于特征访问Power-law分布的特性，GPU缓存高频特征参数，同时从CPU中动态获取低频特征参数，实现了大规模推荐模型完整的GPU端到端模型推理。

腾讯PCG有多种类型的推荐业务场景。比如信息流推荐的QQ浏览器、QQ看点、新闻推荐的腾讯新闻、视频推荐的腾讯视频、微视、App推荐的应用宝、以及腾讯音乐的音乐推荐和阅文集团的文学推荐。

无量推荐系统承载了这些推荐业务场景的模型训练和推理服务。基于传统的推荐系统架构，无量推荐系统使用大量CPU资源，通过分布式架构可以扩展到TB级模型的训练和部署，取得了巨大的成功。随着业务的快速增长，日活用户增多，对其调用数量快速增加，传统架构局限性限制了推荐系统的架构扩展和性能提升。

通过使用GPU训练和推理，单机多卡的GPU算力可以达到数十台CPU机器的算力，节省了大量的额外分布式开销。通过充分利用A100 GPU高性能显存快速访问Embedding，以及并行算力处理DNN推理，单张A100 GPU可以在相同的延迟下推理10倍于CPU的打分样本。目前基于GPU的推荐架构可以提升模型训练和推理性价比1~3倍。

未来，无量推荐系统将不断优化推荐模型在GPU上的应用，利用HPC多机多卡，混合精度等能力，进一步提高推荐场景使用GPU的性价比。

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责任编辑：haq