Descentralización AI entrenamiento nuevo paradigma: de Prime Intellect a INTELLECT-2

Descentralización entrenamiento: Exploración de un nuevo paradigma en el desarrollo de IA

En toda la cadena de valor de la IA, el entrenamiento de modelos es la etapa que más recursos consume y con la mayor barrera técnica, determinando directamente el límite de capacidad del modelo y el efecto de aplicación real. En comparación con la llamada ligera de la fase de inferencia, el proceso de entrenamiento requiere una inversión continua de gran capacidad de cálculo, un complejo proceso de procesamiento de datos y el apoyo de algoritmos de optimización de alta intensidad, siendo la verdadera "industria pesada" en la construcción de sistemas de IA. Desde la perspectiva del paradigma arquitectónico, los métodos de entrenamiento se pueden dividir en cuatro categorías: entrenamiento centralizado, entrenamiento distribuido, aprendizaje federado y el entrenamiento de Descentralización que se discute en este artículo.

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El entrenamiento centralizado es la forma tradicional más común, llevado a cabo por una única institución dentro de un clúster de alto rendimiento local, completando todo el proceso de entrenamiento, desde el hardware, el software de base, el sistema de programación del clúster, hasta todos los componentes del marco de entrenamiento, que son coordinados por un sistema de control unificado. Esta arquitectura de profunda colaboración permite que la eficiencia del uso compartido de memoria, la sincronización de gradientes y los mecanismos de tolerancia a fallos alcancen su máximo, siendo muy adecuada para el entrenamiento de modelos a gran escala como GPT y Gemini, con ventajas de alta eficiencia y recursos controlables, pero al mismo tiempo presenta problemas como monopolio de datos, barreras de recursos, consumo de energía y riesgos de punto único.

El entrenamiento distribuido es el método principal para el entrenamiento de grandes modelos en la actualidad. Su núcleo consiste en descomponer la tarea de entrenamiento del modelo y distribuirla a múltiples máquinas para que colaboren, con el fin de superar los cuellos de botella en el cálculo y almacenamiento en una sola máquina. A pesar de que físicamente presenta características de "descentralización", el conjunto sigue siendo controlado y coordinado por una institución centralizada, y generalmente se ejecuta en un entorno de red de área local de alta velocidad, utilizando la tecnología de bus de interconexión de alta velocidad NVLink, con un nodo principal que coordina unificado las subtareas. Los métodos principales incluyen:

  • Paralelismo de datos: cada nodo entrena diferentes parámetros de datos compartidos, se requiere que coincidan los pesos del modelo
  • Paralelismo de modelos: desplegar diferentes partes del modelo en diferentes nodos para lograr una fuerte escalabilidad
  • Paralelismo de tuberías: ejecución en serie por fases, mejora de la tasa de procesamiento
  • Paralelismo de tensores: segmentación precisa del cálculo de matrices, mejorando el grado de paralelismo

El entrenamiento distribuido es una combinación de "control centralizado + ejecución distribuida", análogo a un mismo jefe que dirige de forma remota la colaboración de varios empleados en "oficinas" para completar tareas. Actualmente, casi todos los modelos grandes de vanguardia (GPT-4, Gemini, LLaMA, etc. ) se entrenan de esta manera.

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La Descentralización del entrenamiento representa un camino futuro más abierto y resistente a la censura. Sus características clave son: múltiples nodos que no se confían entre sí ( pueden ser computadoras de casa, GPU en la nube o dispositivos de borde ) que colaboran en la realización de tareas de entrenamiento sin un coordinador central, generalmente impulsados por protocolos que gestionan la distribución de tareas y la colaboración, y utilizando mecanismos de incentivos criptográficos para asegurar la honestidad de las contribuciones. Los principales desafíos que enfrenta este modelo incluyen:

  • Dificultades en la heterogeneidad de dispositivos y la segmentación: alta dificultad para coordinar dispositivos heterogéneos, baja eficiencia en la segmentación de tareas.
  • Cuello de botella en la eficiencia de la comunicación: la comunicación en red es inestable, y el cuello de botella en la sincronización de gradientes es evidente.
  • Ejecución confiable faltante: falta de un entorno de ejecución confiable, difícil de verificar si los nodos realmente participan en el cálculo.
  • Falta de coordinación unificada: sin un programador central, la distribución de tareas y el mecanismo de retroceso de excepciones son complejos

La capacitación descentralizada se puede entender como: un grupo de voluntarios de todo el mundo, cada uno contribuyendo con su capacidad de cálculo para entrenar modelos de manera colaborativa, pero "la verdadera capacitación descentralizada a gran escala que es factible" sigue siendo un desafío sistemático de ingeniería, que involucra múltiples niveles como arquitectura del sistema, protocolos de comunicación, seguridad criptográfica, mecanismos económicos, validación de modelos, entre otros, pero la posibilidad de "colaborar de manera efectiva + incentivar la honestidad + resultados correctos" aún se encuentra en una etapa temprana de exploración de prototipos.

El aprendizaje federado, como una forma de transición entre la distribución y la Descentralización, enfatiza la retención local de datos y la agregación centralizada de parámetros del modelo, siendo adecuado para escenarios que priorizan el cumplimiento de la privacidad, como la atención médica y las finanzas (. El aprendizaje federado posee la estructura de ingeniería del entrenamiento distribuido y la capacidad de colaboración local, al mismo tiempo que cuenta con la ventaja de la dispersión de datos del entrenamiento Descentralizado. Sin embargo, todavía depende de partes coordinadoras de confianza y no tiene características completamente abiertas y resistentes a la censura. Se puede considerar como un "Descentralización controlada" en escenarios de cumplimiento de privacidad, donde las tareas de entrenamiento, la estructura de confianza y los mecanismos de comunicación son relativamente moderados, siendo más adecuado como una arquitectura de despliegue transicional en la industria.

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Descentralización entrenamiento de los límites, oportunidades y caminos reales

Desde la perspectiva del paradigma de entrenamiento, la Descentralización del entrenamiento no es adecuada para todos los tipos de tareas. En ciertos escenarios, debido a la complejidad de la estructura de la tarea, la alta demanda de recursos o la gran dificultad de colaboración, no es naturalmente adecuada para completarse de manera eficiente entre nodos heterogéneos y de confianza. Por ejemplo, el entrenamiento de modelos grandes a menudo depende de alta memoria de video, baja latencia y ancho de banda alto, lo que dificulta la segmentación y sincronización efectiva en redes abiertas; las tareas con fuertes restricciones de privacidad de datos y soberanía ) como la medicina, las finanzas y los datos confidenciales ( están restringidas por la conformidad legal y las restricciones éticas, por lo que no pueden ser compartidas abiertamente; y las tareas que carecen de incentivos de colaboración ) como los modelos de código cerrado de empresas o el entrenamiento de prototipos internos ( carecen de motivación externa para la participación. Estas fronteras constituyen conjuntamente las limitaciones reales del entrenamiento descentralizado actual.

Pero esto no significa que el entrenamiento de Descentralización sea un falso problema. De hecho, en tipos de tareas que son ligeras en estructura, fáciles de paralelizar y que pueden ser incentivadas, el entrenamiento de Descentralización muestra un claro potencial de aplicación. Incluyendo, pero no limitado a: ajuste fino de LoRA, tareas de entrenamiento posterior de alineación de comportamiento ) como RLHF, DPO (, tareas de entrenamiento y etiquetado de datos mediante crowdsourcing, entrenamiento de modelos base pequeños controlados por recursos, así como escenarios de entrenamiento colaborativo con la participación de dispositivos en el borde. Estas tareas generalmente presentan características de alta paralelización, baja acoplamiento y tolerancia a la potencia de cálculo heterogénea, lo que las hace muy adecuadas para el entrenamiento colaborativo a través de redes P2P, protocolos Swarm, optimizadores distribuidos, entre otros.

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Descentralización entrenamiento clásico proyecto análisis

Actualmente, en el campo de vanguardia del entrenamiento descentralizado y el aprendizaje federado, los proyectos de blockchain más representativos incluyen Prime Intellect, Pluralis.ai, Gensyn, Nous Research y Flock.io. Desde la perspectiva de la innovación técnica y la dificultad de implementación ingenieril, Prime Intellect, Nous Research y Pluralis.ai han propuesto una exploración original considerable en la arquitectura del sistema y el diseño de algoritmos, representando las direcciones de vanguardia en la investigación teórica actual; mientras que Gensyn y Flock.io tienen rutas de implementación relativamente claras, ya se pueden ver progresos ingenieriles preliminares. Este artículo analizará sucesivamente las tecnologías centrales y la arquitectura ingenieril detrás de estos cinco proyectos, y explorará aún más sus diferencias y relaciones complementarias en el sistema de entrenamiento de IA descentralizado.

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) Prime Intellect: Pionero de redes de colaboración de aprendizaje reforzado verificables por trayectoria de entrenamiento

Prime Intellect se dedica a construir una red de entrenamiento de IA sin necesidad de confianza, permitiendo que cualquier persona participe en el entrenamiento y reciba recompensas confiables por su contribución computacional. Prime Intellect espera construir un sistema de entrenamiento de IA con Descentralización que tenga verificabilidad, apertura y un mecanismo de incentivos completo a través de los tres módulos PRIME-RL + TOPLOC + SHARDCAST.

01、Estructura del stack de protocolos Prime Intellect y valor de los módulos clave

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)# 02, Explicación detallada de los mecanismos clave de entrenamiento de Prime Intellect

#PRIME-RL: Arquitectura de tareas de aprendizaje por refuerzo asíncrono desacoplado

PRIME-RL es un marco de modelado y ejecución de tareas personalizado por Prime Intellect para escenarios de entrenamiento de Descentralización, diseñado específicamente para redes heterogéneas y participación asíncrona. Utiliza el aprendizaje por refuerzo como objeto de adaptación prioritario, desacoplando estructuralmente los procesos de entrenamiento, inferencia y carga de pesos, permitiendo que cada nodo de entrenamiento complete el ciclo de tareas de manera independiente en local, y colabore a través de interfaces estandarizadas con mecanismos de validación y agregación. En comparación con los procesos de aprendizaje supervisado tradicionales, PRIME-RL es más adecuado para lograr un entrenamiento flexible en entornos sin programación central, reduciendo la complejidad del sistema y sentando las bases para soportar la paralelización de múltiples tareas y la evolución de estrategias.

#TOPLOC:Mecanismo de verificación de comportamiento de entrenamiento ligero

TOPLOC###Observación Confiable & Verificación de Políticas-Localidad( es un mecanismo central de verificabilidad de entrenamiento propuesto por Prime Intellect, utilizado para determinar si un nodo realmente ha completado un aprendizaje de políticas efectivo basado en datos de observación. A diferencia de soluciones pesadas como ZKML, TOPLOC no depende del recalculo del modelo completo, sino que completa la verificación de estructura ligera analizando la trayectoria de consistencia local entre "secuencia de observación↔actualización de políticas". Por primera vez, transforma las trayectorias de comportamiento durante el proceso de entrenamiento en objetos verificables, lo que es una innovación clave para lograr una distribución de recompensas de entrenamiento sin necesidad de confianza, proporcionando un camino viable para construir una red de entrenamiento colaborativo descentralizada que sea auditada e incentivada.

#SHARDCAST: Protocolo de agregación y propagación de pesos asíncronos

SHARDCAST es un protocolo de difusión y agregación de pesos diseñado por Prime Intellect, optimizado para entornos de red reales que son asíncronos, tienen ancho de banda limitado y estados de nodo variables. Combina un mecanismo de difusión de gossip con estrategias de sincronización local, permitiendo que múltiples nodos envíen continuamente actualizaciones parciales en estados desincronizados, logrando una convergencia progresiva de pesos y una evolución de múltiples versiones. En comparación con los métodos centralizados o de AllReduce sincronizados, SHARDCAST mejora significativamente la escalabilidad y la tolerancia a fallos del entrenamiento descentralizado, siendo la base fundamental para construir un consenso de pesos estable y una iteración de entrenamiento continuo.

#OpenDiLoCo: Marco de comunicación asíncrono disperso

OpenDiLoCo es un marco de optimización de comunicación independiente y de código abierto implementado por el equipo de Prime Intellect basado en la filosofía DiLoCo propuesta por DeepMind, diseñado específicamente para enfrentar desafíos comunes en el entrenamiento descentralizado, como limitaciones de ancho de banda, heterogeneidad de dispositivos e inestabilidad de nodos. Su arquitectura se basa en la paralelización de datos, construyendo estructuras topológicas dispersas como Ring, Expander y Small-World, evitando los altos costos de comunicación de la sincronización global, y completando el entrenamiento colaborativo del modelo solo con nodos vecinos locales. Combinando actualizaciones asíncronas y mecanismos de tolerancia a fallos, OpenDiLoCo permite que GPUs de consumo y dispositivos de borde participen de manera estable en tareas de entrenamiento, mejorando significativamente la participación en el entrenamiento colaborativo global, siendo una de las infraestructuras de comunicación clave para construir redes de entrenamiento descentralizado.

#PCCL: Biblioteca de comunicación colaborativa

PCCL)Prime Collective Communication Library( es una biblioteca de comunicación ligera diseñada por Prime Intellect para entornos de entrenamiento de IA Descentralización, destinada a resolver los cuellos de botella de adaptación en dispositivos heterogéneos y redes de baja capacidad que presentan las bibliotecas de comunicación tradicionales ) como NCCL y Gloo(. PCCL admite topologías dispersas, compresión de gradientes, sincronización de baja precisión y recuperación de puntos de control, y puede funcionar en GPU de consumo y nodos inestables, siendo un componente subyacente que respalda la capacidad de comunicación asíncrona del protocolo OpenDiLoCo. Mejora significativamente la tolerancia al ancho de banda de la red de entrenamiento y la compatibilidad del dispositivo, y abre "la última milla" de la infraestructura de comunicación para construir una verdadera red de entrenamiento colaborativo abierta y sin confianza.

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)# 03、Prime Intellect red de incentivos y división de roles

Prime Intellect ha construido una red de entrenamiento sin permisos, verificable y con un mecanismo de incentivos económicos, que permite a cualquier persona participar en tareas y recibir recompensas basadas en contribuciones reales. El protocolo opera basado en tres tipos de roles centrales:

  • Iniciador de la tarea: definir el entorno de entrenamiento, el modelo inicial, la función de recompensa y los estándares de validación
  • Nodo de entrenamiento: ejecutar entrenamiento local, enviar actualizaciones de peso y observar trayectorias
  • Nodos de validación: utilizar el mecanismo TOPLOC para verificar la autenticidad del comportamiento de entrenamiento y participar en el cálculo de recompensas y la agregación de estrategias.

El proceso central del protocolo incluye la publicación de tareas, el entrenamiento de nodos, la verificación de trayectorias, la agregación de pesos ###SHARDCAST( y la distribución de recompensas, formando un entorno en torno a "

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BlockchainFriesvip
· 07-18 08:19
experto habla de BTC de manera muy clara
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CryptoNomicsvip
· 07-16 20:20
*suspiro* estadísticamente hablando, el entrenamiento centralizado exhibe un equilibrio de Nash subóptimo bajo restricciones de recursos estocásticos... amateurs.
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PumpDoctrinevip
· 07-16 20:17
Tsk tsk, ¿cómo se puede hablar de Descentralización si no se entiende el código base?
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Fren_Not_Foodvip
· 07-16 20:15
No tiene nada que ver con ganar dinero.. no lo entiendo.
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Web3ProductManagervip
· 07-16 20:13
hagamos algunos números rápidos sobre esto: el entrenamiento descentralizado podría multiplicar por 10 nuestro embudo de adquisición de usuarios en comparación con los modelos tradicionales... viendo un gran potencial de pmf aquí, no voy a mentir.
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ForumLurkervip
· 07-16 20:00
Otro día hablando de la IA.
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