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NeMo Automodel
NeMo Automodel
NeMo Automodel 是 NVIDIA 推出的 PyTorch DTensor 原生训练库,用于大规模微调与预训练扩散模型。它原生支持 Hugging Face——可直接从 Hub 加载任意 Diffusers 格式的模型进行训练,无需转换检查点。同一份 YAML 配方和可定制的训练脚本,可在从 1 块 GPU 到数百个节点的任何规模上运行,并支持 FSDP2 分布式训练、多分辨率分桶数据加载以及预编码潜空间训练,以实现最高的 GPU 利用率。它采用 flow matching 进行训练,完全开源(Apache 2.0),由 NVIDIA 提供支持并持续维护。
NeMo Automodel 与 Diffusers 直接集成。它使用 Diffusers 模型类从 Hugging Face Hub 加载预训练模型,并通过 DiffusionPipeline 生成输出。
典型的工作流程是:安装 NeMo Automodel(通过 pip 或 Docker),将数据编码为 .meta 文件以完成数据准备,配置 YAML 配方,使用 torchrun 启动训练,并使用生成的检查点运行推理。
支持的模型
| 模型 | Hugging Face ID | 任务 | 参数 | 用例 |
|---|---|---|---|---|
| Wan 2.1 T2V 1.3B | Wan-AI/Wan2.1-T2V-1.3B-Diffusers | 文本到视频 | 1.3B | 在有限硬件上进行视频生成(可适配单张 40GB A100) |
| FLUX.1-dev | black-forest-labs/FLUX.1-dev | 文本到图像 | 12B | 高质量图像生成 |
| HunyuanVideo 1.5 | hunyuanvideo-community/HunyuanVideo-1.5-Diffusers-720p_t2v | 文本到视频 | 13B | 高质量视频生成 |
安装
硬件要求
| 组件 | 最小值 | 推荐 |
|---|---|---|
| GPU | A100 40GB | A100 80GB / H100 |
| GPU | 4 | 8+ |
| RAM | 128 GB | 256 GB+ |
| 存储 | 500 GB SSD | 2 TB NVMe |
使用 pip 安装 NeMo Automodel。有关完整的安装方法(包括从源代码安装),请参阅 NeMo Automodel 安装指南。
pip3 install nemo-automodel
或者,使用包含所有依赖项的预构建 Docker 容器。
docker pull nvcr.io/nvidia/nemo-automodel:26.02.00
docker run --gpus all -it --rm --shm-size=8g nvcr.io/nvidia/nemo-automodel:26.02.00如果未将检查点目录绑定挂载到宿主机,容器退出时检查点将会丢失。例如,在
docker run命令中添加-v /host/path/checkpoints:/workspace/checkpoints。
数据准备
NeMo Automodel 在潜在空间中训练扩散模型。在开始训练之前,必须将原始图像或视频预处理为包含 VAE 潜在表示和文本嵌入的 .meta 文件。这样可以避免在每个训练步骤中重复进行编码。
使用内置的预处理工具对数据进行编码。该工具会自动在所有可用的 GPU 上分配任务。
Wan 2.1 和 HunyuanVideo 的视频预处理命令相同,但参数不同。Wan 2.1 使用 --processor wan,并配合 --resolution_preset 和 --caption_format sidecar;而 HunyuanVideo 使用 --processor hunyuan,并通过 --target_frames 设置帧数,同时使用 --caption_format meta_json。
Wan 2.1:
python -m tools.diffusion.preprocessing_multiprocess video \
--video_dir /data/videos \
--output_dir /cache \
--processor wan \
--resolution_preset 512p \
--caption_format sidecar混元视频:
python -m tools.diffusion.preprocessing_multiprocess video \
--video_dir /data/videos \
--output_dir /cache \
--processor hunyuan \
--target_frames 121 \
--caption_format meta_jsonpython -m tools.diffusion.preprocessing_multiprocess image \
--image_dir /data/images \
--output_dir /cache \
--processor flux \
--resolution_preset 512p输出格式
预处理会生成一个按分辨率桶组织的缓存目录。NeMo Automodel 通过分桶采样支持多分辨率训练。样本按空间分辨率进行分组,使得每个批次都包含相同尺寸的样本,从而避免填充带来的浪费。
/cache/
├── 512x512/ # Resolution bucket
│ ├── <hash1>.meta # VAE latents + text embeddings
│ ├── <hash2>.meta
│ └── ...
├── 832x480/ # Another resolution bucket
│ └── ...
├── metadata.json # Global config (processor, model, total items)
└── metadata_shard_0000.json # Per-sample metadata (paths, resolutions, captions)请参阅 Diffusion 数据集准备 指南,了解字幕格式、输入数据要求以及所有可用的预处理参数。
训练配置
微调由两个组件驱动:
- 配方脚本(finetune.py)是一个 Python 入口点,其中包含训练循环:加载模型、构建数据加载器、执行前向/反向传播、计算流匹配损失、保存检查点以及记录日志。
- YAML 配置文件指定了该配方(recipe)所使用的全部设置:要微调的模型、数据所在位置、优化器超参数、并行策略等。您只需编辑此文件即可自定义训练,而无需修改代码,从而可以将规模从 1 块 GPU 扩展到数百块 GPU。
任何 YAML 字段都可以通过 CLI 进行覆盖:
torchrun --nproc-per-node=8 examples/diffusion/finetune/finetune.py \ -c examples/diffusion/finetune/wan2_1_t2v_flow.yaml \ --optim.learning_rate 1e-5 \ --step_scheduler.num_epochs 50
以下是用于微调 Wan 2.1 T2V 1.3B 的带注释配置,并对每个部分进行了说明。
seed: 42
# ── Experiment tracking (optional) ──────────────────────────────────────────
# Weights & Biases integration for logging metrics, losses, and learning rates.
# Set mode: "disabled" to turn off.
wandb:
project: wan-t2v-flow-matching
mode: online
name: wan2_1_t2v_fm
# ── Model ───────────────────────────────────────────────────────────────────
# pretrained_model_name_or_path: any Hugging Face model ID or local path.
# mode: "finetune" loads pretrained weights; "pretrain" trains from scratch.
model:
pretrained_model_name_or_path: Wan-AI/Wan2.1-T2V-1.3B-Diffusers
mode: finetune
# ── Training schedule ───────────────────────────────────────────────────────
# global_batch_size: effective batch across all GPUs.
# Gradient accumulation is computed automatically: global / (local × num_gpus).
step_scheduler:
global_batch_size: 8
local_batch_size: 1
ckpt_every_steps: 1000 # Save a checkpoint every N steps
num_epochs: 100
log_every: 2 # Log metrics every N steps
# ── Data ────────────────────────────────────────────────────────────────────
# _target_: the dataloader factory function.
# Use build_video_multiresolution_dataloader for video models (Wan, HunyuanVideo).
# Use build_text_to_image_multiresolution_dataloader for image models (FLUX).
# model_type: "wan" or "hunyuan" (selects the correct latent format).
# base_resolution: target resolution for multiresolution bucketing.
data:
dataloader:
_target_: nemo_automodel.components.datasets.diffusion.build_video_multiresolution_dataloader
cache_dir: PATH_TO_YOUR_DATA
model_type: wan
base_resolution: [512, 512]
dynamic_batch_size: false # When true, adjusts batch per bucket to maintain constant memory
shuffle: true
drop_last: false
num_workers: 0
# ── Optimizer ───────────────────────────────────────────────────────────────
# learning_rate: 5e-6 is a good starting point for fine-tuning.
# Adjust weight_decay and betas for your dataset.
optim:
learning_rate: 5e-6
optimizer:
weight_decay: 0.01
betas: [0.9, 0.999]
# ── Learning rate scheduler ─────────────────────────────────────────────────
# Supports cosine, linear, and constant schedules.
lr_scheduler:
lr_decay_style: cosine
lr_warmup_steps: 0
min_lr: 1e-6
# ── Flow matching ───────────────────────────────────────────────────────────
# adapter_type: model-specific adapter — must match the model:
# "simple" for Wan 2.1, "flux" for FLUX.1-dev, "hunyuan" for HunyuanVideo.
# timestep_sampling: "uniform" for Wan, "logit_normal" for FLUX and HunyuanVideo.
# flow_shift: shifts the flow schedule (model-dependent).
# i2v_prob: probability of image-to-video conditioning during training (video models).
flow_matching:
adapter_type: "simple"
adapter_kwargs: {}
timestep_sampling: "uniform"
logit_mean: 0.0
logit_std: 1.0
flow_shift: 3.0
num_train_timesteps: 1000
i2v_prob: 0.3
use_loss_weighting: true
# ── FSDP2 distributed training ──────────────────────────────────────────────
# dp_size: number of GPUs for data parallelism (typically = total GPUs on node).
# tp_size, cp_size, pp_size: tensor, context, and pipeline parallelism.
# For most fine-tuning, dp_size is all you need; leave others at 1.
fsdp:
tp_size: 1
cp_size: 1
pp_size: 1
dp_replicate_size: 1
dp_size: 8
# ── Checkpointing ──────────────────────────────────────────────────────────
# checkpoint_dir: where to save checkpoints (use a persistent path with Docker).
# restore_from: path to resume training from a previous checkpoint.
checkpoint:
enabled: true
checkpoint_dir: PATH_TO_YOUR_CKPT_DIR
model_save_format: torch_save
save_consolidated: false
restore_from: null配置字段参考
下表列出了最低必需的配置。有关所有模型的完整示例配置,请参阅 NeMo Automodel 示例。
| 章节 | 必需? | 需要更改的内容 |
|---|---|---|
model | 是的 | 将 pretrained_model_name_or_path 设置为 Hugging Face 模型 ID。设置 mode: finetune 或 mode: pretrain。 |
step_scheduler | 是的 | global_batch_size 是所有 GPU 上的有效批大小。ckpt_every_steps 控制检查点的保存频率。梯度累积会自动计算。 |
data | 是的 | 将 cache_dir 设置为包含预处理的 .meta 文件的路径。针对不同模型,请修改 _target_ 和 model_type。 |
optim | 是的 | learning_rate: 5e-6 是微调的良好默认值。请根据你的数据集和模型进行调整。 |
lr_scheduler | 是的 | 将 lr_decay_style 设置为 cosine、linear 或 constant。通过设置 lr_warmup_steps 来实现逐步预热。 |
flow_matching | 是的 | adapter_type 必须与模型匹配(Wan 使用 simple,FLUX 使用 flux,HunyuanVideo 使用 hunyuan)。有关 adapter_kwargs,请参阅特定于模型的配置。 |
fsdp | 是的 | 将 dp_size 设置为 GPU 数量。对于多节点环境,请将其设置为所有节点的 GPU 总数。 |
checkpoint | 推荐 | 将 checkpoint_dir 设置为持久化路径,尤其是在 Docker 环境中。使用 restore_from 从之前的检查点恢复。 |
wandb | 可选 | 配置以启用 Weights & Biases 实验跟踪。设置 mode: disabled 可将其关闭。 |
启动训练
torchrun --nproc-per-node=8 \ examples/diffusion/finetune/finetune.py \ -c examples/diffusion/finetune/wan2_1_t2v_flow.yaml
在每个节点上运行以下命令,并根据实际情况设置 NODE_RANK:
export MASTER_ADDR=node0.hostname
export MASTER_PORT=29500
export NODE_RANK=0 # 0 on master, 1 on second node, etc.
torchrun \
--nnodes=2 \
--nproc-per-node=8 \
--node_rank=${NODE_RANK} \
--rdzv_backend=c10d \
--rdzv_endpoint=${MASTER_ADDR}:${MASTER_PORT} \
examples/diffusion/finetune/finetune.py \
-c examples/diffusion/finetune/wan2_1_t2v_flow_multinode.yaml对于多节点训练,请在 YAML 中将
fsdp.dp_size设置为所有节点的 总 GPU 数量(例如,2 个节点每个节点 8 个 GPU 时设为 16)。
生成
训练完成后,使用微调后的检查点从文本提示生成视频或图像。
python examples/diffusion/generate/generate.py \ -c examples/diffusion/generate/configs/generate_wan.yaml
使用微调后的检查点:
python examples/diffusion/generate/generate.py \
-c examples/diffusion/generate/configs/generate_wan.yaml \
--model.checkpoint ./checkpoints/step_1000 \
--inference.prompts '["A dog running on a beach"]'python examples/diffusion/generate/generate.py \ -c examples/diffusion/generate/configs/generate_flux.yaml
使用微调后的检查点:
python examples/diffusion/generate/generate.py \
-c examples/diffusion/generate/configs/generate_flux.yaml \
--model.checkpoint ./checkpoints/step_1000 \
--inference.prompts '["A dog running on a beach"]'python examples/diffusion/generate/generate.py \ -c examples/diffusion/generate/configs/generate_hunyuan.yaml
使用微调后的检查点:
python examples/diffusion/generate/generate.py \
-c examples/diffusion/generate/configs/generate_hunyuan.yaml \
--model.checkpoint ./checkpoints/step_1000 \
--inference.prompts '["A dog running on a beach"]'Diffusers 集成
NeMo Automodel 基于 Diffusers 构建,并将其作为模型加载和推理的核心。它通过 Diffusers 的模型类(例如 WanTransformer3DModel、FluxTransformer2DModel 和 HunyuanVideoTransformer3DModel)直接从 Hugging Face Hub 加载模型,并通过 WanPipeline 和 FluxPipeline 等 Diffusers 流水线生成输出。
此集成为 Diffusers 用户提供了多项优势:
- 无需转换检查点:来自 Hub 的预训练权重可直接使用。将
pretrained_model_name_or_path指向任意 Diffusers 格式的模型 ID,即可立即开始训练。 - Day-0 模型支持:当新的扩散模型被添加到 Diffusers 并上传到 Hub 时,无需等待专用的训练脚本,即可使用 NeMo Automodel 对其进行微调。
- 与 Pipeline 兼容的输出:微调后的检查点会以一种格式保存,该格式可以直接加载回 Diffusers 的 pipeline 中用于推理、在 Hub 上分享,或使用量化工具和编译工具进行进一步优化。
- Diffusers 模型的可扩展训练:NeMo Automodel 增加了分布式训练功能(FSDP2、多节点、多分辨率分桶),其能力超出了 Diffusers 内置训练脚本所提供的范围,同时保持了相同的模型和流水线接口。
- 共享生态系统:来自 Diffusers 生态系统的任何模型、LoRA 适配器或流水线组件,在整个训练和推理工作流中均保持兼容。
NVIDIA 团队
- Pranav Prashant Thombre,pthombre@nvidia.com
- Linnan Wang,linnanw@nvidia.com
- Alexandros Koumparoulis,akoumparouli@nvidia.com