Sådan forbereder du datafilformater til AI‑træning og multimodale LLM‑modeller

Sidst opdateret: 21. maj 2025

TL;DR – Det filformat du vælger kan spare 30‑50 % af træningstiden, reducere lageromkostningerne med 1 %–5 %, og forhindre dine multimodale modeller i at snuble over fejljusteret data. Den optimale løsning er en streaming‑klar, kolonne‑orienteret binær container (TFRecord, WebDataset, Arrow/Parquet) som gemmer for‑tokeniseret tekst og for‑kodet media i en enkelt, versionsstyret shard.

Hvorfor filformat er vigtigt for AI‑træning

Bundlinjen: formatet er den første forsvarslinje mod langsom I/O, støjende data og overholdelses‑hovedpiner.

Centrale begreber & terminologi (hurtig reference)

Valg af det rigtige format

Tommelfingerregel:

• Træning i stor skala → TFRecord, WebDataset eller Arrow/Parquet (de streamer, komprimerer og understøtter sharding).
• Udforskende arbejde → JSONL (menneskelæselig, nem at redigere).
• Tung tilfældig adgang (f.eks. retrieval‑augmented generation) → LMDB.

Trin‑for‑trin blueprint (fra rå filer til produktions‑klare shards)

1. Define a single source‑of‑truth schema

   message MultiModalExample {
     bytes image = 1;                // JPEG‑XL or AVIF
     repeated int32 caption = 2;    // token IDs
     bytes audio = 3;                // Opus or FLAC
     map<string, string> meta = 4;  // source_id, timestamp, etc.
   }
   

   Gem denne .proto (eller Arrow‑skema) ved siden af datasættet.

2. Collect & clean raw assets

   • Tekst: Unicode‑NFKC, fjern kontroltegn, dedupliker.
   • Billeder: Konverter først til tabsfri PNG, og derefter eventuelt tabsgivende JPEG‑XL (kvalitet 85‑90 %).
   • Lyd: Resample til 16 kHz, 16‑bit PCM; kod med Opus (tabsgivende) eller FLAC (tabsfri).

3. Pre‑process / Tokenize
   Brug den præcise tokenizer du vil give til modellen (f.eks. tiktoken for GPT‑NeoX). Gem de resulterende int32[] token‑ID’er direkte i recordet.

4. Serialize each record
   Vælg en hurtig binær serializer: Protocol Buffers, FlatBuffers eller Arrow IPC. Målet er en enkelt byte‑streng pr. eksempel, som kan skrives til en TFRecord eller en tarball.

5. Shard & compress

   • Mål‑shard‑størrelse: 256 MiB – 1 GiB (optimal for S3 GET‑range‑anmodninger).
   • Komprimer med Zstandard (niveau 3‑5) – hurtig dekomprimering, god ratio.
   • Navnekonvention: train-00000-of-01000.tfrecord.zst.

6. Generate a manifest

   [
     {
       "shard": "train-00000-of-01000.tfrecord.zst",
       "checksum": "sha256:ab12…",
       "num_examples": 12456,
       "avg_seq_len": 256,
       "git_hash": "d3f9c1e"
     },
     …
   ]
   

   Manifestet er den eneste kilde til sandhed for validering, genoptagelig træning og audit.

7. Validate
   Udtag tilfældigt 0.1 % af records, dekod hver felt, og udfør sanity‑checks (billed‑dekodning, token‑længde, lyd‑varighed). Beregn globale statistikker (ordforråd‑dækning, opløsnings‑fordeling) og gem dem i manifestet.

8. Versionér & gem uforanderligt
   Push shards + manifest til en uforanderlig bucket (gs://my‑project/datasets/v1/). Tag med en semantisk version (v1.0.0) og registrér snapshot’et i et data‑versionssystem (DVC, LakeFS).

9. Indlæs i din trænings‑loop

   # PyTorch + WebDataset example
   import webdataset as wds, torch, torchvision, torchaudio
   
   def decode(sample):
       img = torchvision.io.decode_image(sample["jpg"], mode=torchvision.io.ImageReadMode.RGB)
       txt = torch.tensor([int(t) for t in sample["txt"].decode().split()], dtype=torch.long)
       wav, _ = torchaudio.load(io.BytesIO(sample["wav"]))
       return {"image": img, "caption": txt, "audio": wav}
   
   ds = (wds.WebDataset("s3://my-bucket/train-{00000..00999}.tar.zst")
         .decode("torchrgb")
         .map(decode)
         .batched(64)
         .prefetch(2))
   
   loader = torch.utils.data.DataLoader(ds, num_workers=8)
   for batch in loader:
       # feed to model …
       pass
   

Fremtidige tendenser & fremtidssikring

Produktions‑klar tjekliste

• Skema‑fil (.proto eller Arrow‑skema) gemt ved siden af dataene.
• Alle shards komprimeret med en hurtig codec (ZSTD‑L3 anbefalet).
• Shard‑størrelse mellem 256 MiB og 1 GiB.
• Manifest indeholder kontrolsum, antal records, per‑shard statistik og git‑hash af forbehandlings‑koden.
• Uforanderlig versionskontrol (DVC, LakeFS eller lignende).
• Datakvalitets‑metriker logget per shard.
• Privatlivs‑audit gennemført (PII‑redigering, valgfri kryptering).
• End‑to‑end test‑loader der kan læse en tilfældig shard uden fejl.
• README der forklarer skema, forbehandlings‑trin, og hvordan man regenererer shards.

Ved at følge denne blueprint vil dine trænings‑pipelines forblive hurtige, billige og reproducerbare—de tre søjler, som ethvert moderne LLM‑team har brug for.

Tags: data‑engineering multi‑modal‑llm training‑pipelines
Slug: how-to-prepare-data-file-formats-for-ai-training