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Deep Learning · 7.º Hardware y presupuesto de cómputo

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Portada de Hardware y presupuesto de cómputo

Hardware y presupuesto de cómputo

✦ Entrenar modelos grandes cuesta dinero y tiempo, y ambos son finitos · Deep Learning · Inteligencia Artificial · en 5 minutos

Roadwise Consulting

Firmado y verificado · Fernando Castro

Objetivo: Estimar el costo y el tiempo de entrenamiento de un modelo profundo y ajustar el diseño de red y experimentación al presupuesto disponible.

5 min 18–30 años
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Hardware y presupuesto de cómputo

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Hardware y presupuesto

Google Colab para entrenar
Vídeo en español sobre cómo aprovechar GPUs gratuitas en la nube para experimentos de deep learning.

De dónde viene el costo

El coste de entrenar es, grosso modo, número de parámetros por datos por épocas, multiplicado por el precio de la hora de cómputo. En los transformadores grandes dominan los flops de las capas de atención y los mlps.

Elegir el hardware

  • GPU para la mayoría de cargas; TPU o aceleradores especializados cuando el volumen lo justifica.
  • La memoria del dispositivo acota el tamaño de modelo y lote que cabe.
  • El ancho de banda entre tarjetas limita cuánto rinde escalar en paralelo.

Estimar el tiempo

Con una corrida pequeña se mide el throughput en muestras por segundo, y extrapolar a todo el conjunto y épocas da una estimación de horas. Mejor medir que suponer: las sorpresas cuestan.

Local o nube

La nube ofrece elasticidad y hardware puntero pagando por hora; lo local amortiza si la carga es constante. La elección depende de la frecuencia, la escala y la sensibilidad de los datos.

Una tarjeta de cálculo sobre una balanza junto a una nube con servidores, simbolizando el coste del cómputo.
Presupuestar es pesar capacidad y dinero: la solución más cara no siempre rinde mejor.

Costo de experimentar

Sintonizar hiperparámetros multiplica el número de entrenamientos. Reservar presupuesto para experimentar —y para fallar— es parte del trabajo, no un derroche.

Ajustar el diseño

Dentro de un presupuesto, se puede reducir modelo, datos, precisión o épocas. Son palancas que intercambian calidad por coste, y la decisión debe mirar la validación.

Compromisos informados

Saber qué se sacrifica por qué evita decisiones arbitrarias. Documentar costo y métricas juntos permite al equipo repetir y comparar experimentos con criterio económico.

Entrenar una vez, servir muchas

El entrenamiento es un pico de gasto, pero la inferencia se paga en cada consulta durante meses. Optimizar el modelo desplegado suele ahorrar más a largo plazo que afinar el entrenamiento.

Errores frecuentes

  • Lanzarse a un entrenamiento enorme sin medir antes el throughput y descubrir el costo a posteriori.
  • Confundir el pico del entrenamiento con el gasto real, ignorando el coste acumulado de la inferencia.
  • Elegir siempre el hardware más potente sin comparar su precio por hora frente a la carga real.

Ejemplo resuelto: estimar antes de lanzarse

Quieres entrenar un modelo grande pero el presupuesto aprieta. Lo estimas antes de gastar:

  1. Ejecutas una corrida pequeña y mides muestras por segundo.
  2. Extrapolas horas multiplicando por datos totales y épocas.
  3. Multiplicas las horas por el precio de la hora del hardware elegido.
  4. Comparas local frente a nube según frecuencia y sensibilidad.
  5. Ajustas modelo, datos o precisión si el costo se sale del presupuesto.

¿Para qué sirve en la realidad?

Todo proyecto real de deep learning choca con un presupuesto; estimar bien el cómputo evita facturas sorpresa y permite planificar la experimentación dentro de lo que la organización puede pagar.

Para estimar el tiempo de un entrenamiento grande, la práctica más fiable es:

A largo plazo, optimizar la inferencia de un modelo desplegado puede ahorrar más coste que afinar su entrenamiento puntual.

Presupuesto

Recurso que acota el tamaño de modelo y lote que cabe
memoria
Métrica para extrapolar el tiempo de entrenamiento
throughput
Pagar el cómputo por hora en servidores remotos es la...
nube
Formato de menos bits que abarata el entrenamiento
precision mixta
Gasto acumulado en cada consulta tras desplegar es la...
inferencia

Toca una tarjeta para ver la respuesta.

Ordena el razonamiento para planificar el cómputo de un proyecto:

Arrastra cada ficha a su categoría (o tócala y luego toca la categoría). También puedes usar el teclado.

Une cada decisión de presupuesto con su efecto.

      Presupuestar antes de entrenar

      • Presupuesto de computo
        • Costo
          • parametros por datos
            • precio de la hora
            • Hardware
              • gpu o tpu
                • memoria y ancho de banda
                • Estimar
                  • corrida pequena
                    • extrapolar
                    • Ajustar
                      • modelo
                        • datos
                          • epocas

                        Tu presupuesto da para la mitad de lo que querrías. ¿Recortas el tamaño del modelo, los datos o las épocas de entrenamiento? Razona el impacto de cada recorte en la calidad.

                        Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.

                        Las respuestas y tu progreso se guardan sólo en este dispositivo. Contenido firmado por su autoría mediante Lumbre.

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                        Vamos a atacar justo la parte que no te cuadra

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                        Rutas vivas

                        ¿Y ahora qué? Elige el camino por lo que necesitas

                        No es un listado al azar: cada camino responde una pregunta distinta y te dice por qué.

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