数据并行的核心思想是”模型复制,数据分割”。每个计算设备都保存一份完整的模型副本,但只处理部分训练数据。各设备独立进行前向传播和反向传播计算,然后通过All-Reduce等通信原语同步梯度,确保所有设备上的模型参数保持一致。在2025年,数据并行技术已经从传统的DDP(Distributed Data Parallel)演进到FSDP(Fully Sharded Data Parallel)和更高效的混合并行策略。现代框架如PyTorch 2.7提供了自动优化的数据并行实现,支持梯度压缩、异步通信和动态批量调整等高级特性。