XGBoost 使用 Amazon A SageMaker I 的算法 - 亚马逊 SageMaker AI
支持的版本EC2 XGBoost算法的实例推荐
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XGBoost 使用 Amazon A SageMaker I 的算法

XGBoost（extreme Gradient Boosting）是梯度提升树算法的一种流行且高效的开源实现。梯度提升是一种有监督学习算法，它尝试通过结合一组较简单模型的多个估计值来准确预测目标变量。该 XGBoost 算法在机器学习竞赛中表现良好，原因如下：

  • 它能够可靠地处理各种数据类型、关系和分布。

  • 您可以微调的超参数种类繁多。

XGBoost 可用于回归、分类（二进制和多类）和排名问题。

您可以将新版本的 XGBoost 算法用作以下任一用途：

  • 亚马逊 A SageMaker I 的内置算法。

  • 在本地环境中运行训练脚本的框架。

与原始版本相比，此实施占用内存更少，并且具有更好的日志记录、改进的超参数验证以及一组更大的指标。它提供了 XGBoost estimator在托管 XGBoost环境中运行训练脚本的。 SageMaker 人工智能 XGBoost 的当前版本基于最初的 XGBoost 版本 1.0、1.2、1.3、1.5 和 1.7。

有关 Amazon A SageMaker I XGBoost 算法的更多信息，请参阅以下博客文章：

支持的版本

  • 框架（开源）模式：1.2-1、1.2-1、1.2-2、1.3-1、1.5-1、1.7-1

  • 算法模式：1.2-1、1.2-1、1.2-2、1.3-1、1.5-1、1.7-1

警告

由于需要计算容量， SageMaker AI XGBoost 的 1.7-1 版本与 P2 实例系列中的 GPU 实例不兼容，用于训练或推理。

重要

检索 SageMaker AI XGBoost 图像 URI 时，请勿使用:latest或:1作为图像 URI 标签。您必须指定其中一个才能选择包含支持的版本要使用的本机 XGBoost 软件包版本的 SageMaker AI 托管 XGBoost 容器。要查找迁移到 SageMaker AI XGBoost 容器中的软件包版本，请参阅 Docker 注册表路径和示例代码。然后选择你的 Amazon Web Services 区域，然后导航到 XGBoost （算法）部分。

警告

XGBoost 0.90 版本已被弃用。已停止支持 XGBoost 0.90 版的安全更新或错误修复。我们强烈建议您将该 XGBoost版本升级到较新的版本之一。

注意

XGBoost SageMaker 人工智能不支持 v1.1。 XGBoost 当测试输入的特征少于 LIBSVM 输入中的训练数据时，1.1 运行预测的能力就会中断。此功能已在 XGBoost v1.2 中恢复。考虑使用 SageMaker AI XGBoost 1.2-2 或更高版本。

注意

你可以使用 XGBoost v1.0-1，但官方不支持它。

EC2 XGBoost算法的实例推荐

SageMaker AI XGBoost 支持 CPU 和 GPU 训练和推理。实例建议取决于训练和推理需求以及 XGBoost 算法的版本。有关更多信息，请选择以下选项之一：

训练

SageMaker 人工智能 XGBoost 算法支持 CPU 和 GPU 训练。

CPU 训练

SageMaker AI XGBoost 1.0-1 或更早版本仅使用火车。 CPUs它是一种内存限制型（而不是计算限制型）算法。因此，通用计算实例（例如 M5）是比计算优化的实例（例如 C4）更适合的选择。此外，我们建议您在选定的实例中有足够的总内存来保存训练数据。它支持使用磁盘空间来处理无法放入主内存的数据。这是 libsvm 输入模式中提供的 out-of-core功能的结果。即便如此，将缓存文件写入磁盘还是会减慢算法的处理时间。

GPU 训练

SageMaker 人工智能 XGBoost 版本 1.2-2 或更高版本支持 GPU 训练。尽管每个实例的成本更高，但 GPUs 训练速度更快，从而更具成本效益。

SageMaker AI XGBoost 版本 1.2-2 或更高版本支持 P2、P3、G4dN 和 G5 GPU 实例系列。

SageMaker AI XGBoost 版本 1.7-1 或更高版本支持 P3、G4dn 和 G5 GPU 实例系列。请注意，由于计算容量要求，1.7-1 或更高版本不支持 P2 实例系列。

要利用 GPU 训练：

  • 请将实例类型指定为 GPU 实例之一（例如 P3）

  • 在现有 XGBoost 脚本gpu_hist中将tree_method超参数设置为

分布式训练

SageMaker AI XGBoost 支持 CPU 和 GPU 实例进行分布式训练。

分布式 CPU 训练

要在多个实例上运行 CPU 训练，请将估算器的 instance_count 参数设置为大于 1 的值。输入数据必须按照实例总数进行划分。

在实例之间划分输入数据

使用以下步骤划分输入数据：

  1. 将输入数据分解成较小的文件。文件数量至少应等于用于分布式训练的实例数。相比一个大文件，使用多个较小的文件还可以缩短训练作业的数据下载时间。

  2. 创建时 TrainingInput，将分布参数设置为ShardedByS3Key。这样，如果训练作业中指定了 n 个实例，每个实例将获得 S3 中文件数量的大约 1/n。

分布式 GPU 训练

您可以使用单 GPU 或多 GPU 实例进行分布式训练。

使用单 GPU 实例进行分布式训练

SageMaker AI XGBoost 版本 1.2-2 到 1.3-1 仅支持单 GPU 实例训练。这意味着即使您选择多 GPU 实例，每个实例也只能使用一个 GPU。

如果出现以下情况，您必须将输入数据按照实例总数进行划分：

  • 你使用的是 1.2-2 到 1.3-1 的 XGBoost 版本。

  • 您无需使用多 GPU 实例。

有关更多信息，请参阅 在实例之间划分输入数据。

注意

即使您选择多 GPU 实例， SageMaker AI 的 1.2-2 到 1.3-1 版本也 XGBoost 只能为每个实例使用一个 GPU。

使用多 GPU 实例进行分布式训练

从版本 1.5-1 开始， SageMaker AI 通过 Dask XGBoost 提供分布式 GPU 训练。使用 Dask，您可以在使用一个或多个多 GPU 实例 GPUs 时充分利用所有功能。使用单 GPU 实例时，Dask 也可以使用。

通过以下步骤使用 Dask 进行训练：

  1. 要么省略您的中的distribution参数，要TrainingInput么将其设置为。FullyReplicated

  2. 定义超参数时，请将 use_dask_gpu_training 设置为 "true"。

重要

使用 Dask 进行分布式训练时，仅支持 CSV 和 Parquet 输入格式。如果您使用其他数据格式，例如 LIBSVM 或 PROTOBUF，则训练作业将失败。

对于 Parquet 数据，请确保按照字符串格式保存列名。列名使用其他数据类型的列将无法加载。

重要

使用 Dask 进行分布式训练不支持管道模式。如果指定了管道模式，则训练作业将失败。

使用 Dask 训练 SageMaker AI XGBoost 时，需要注意一些注意事项。请确保将数据拆分成较小的文件。Dask 将每个 Parquet 文件作为一个分区读取。每个 GPU 都有一个 Dask 工作人员。因此，文件数应大于总数 GPUs （实例数 x GPUs 每个实例的数量）。文件数量过大也会降低性能。有关更多信息，请参阅 Dask 最佳实践。

输出中的变化

指定的tree_method超参数决定了用于 XGBoost 训练的算法。树方法 approx、hist 和 gpu_hist 都是近似方法，使用 Sketching 进行分位数计算。有关更多信息，请参阅 XGBoost 文档中的树方法。Sketching 是一种近似算法。因此，根据各种因素（例如为分布式训练选择的工作线程数），预期模型中会出现变化。变化的重要性取决于数据。

推理

SageMaker AI XGBoost 支持 CPU 和 GPU 实例进行推理。有关用于推理的实例类型的信息，请参阅 Amazon A SageMaker I ML 实例类型。