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  • Pytorch入门教程

      记得刚开始学TensorFlow的时候,那给我折磨的呀,我一直在想这个TensorFlow官方为什么搭建个网络还要画什么静态图呢,把简单的事情弄得麻烦死了,直到这几天我开始接触Pytorch,发现Pytorch是就是不用搭建静态图的Tensorflow版本,就想在用numpy一样,并且封装了很多深度学习高级API,numpy数据和Tensor数据相互转换不用搭建会话了,只需要一个转换函数,搭建起了numpy和TensorFlow爱的桥梁。

      Pytorch自17年推出以来,一度有赶超TensorFlow的趋势,是因为Pytorch采用动态图机制,替代Numpy使用GPU的功能,搭建网络灵活。

    Pytorch和TensorFlow的区别:

    • TensorFlow是基于静态计算图的,静态计算图是先定义后运行,一次定义多次运行(Tensorflow 2.0也开始使用动态计算图)
    • PyTorch是基于动态图的,是在运行的过程中被定义的,在运行的时候构建,可以多次构建多次运行

    张量

      Pytorch中的Tensor和ndarray类似,区别在于ndarray不能在GPU上加速,而Tensor可以使用GPU加速

    构建一个未初始化3*3的矩阵

    import torch
    x = torch.empty(3,3) # tensor([[1.0469e-38, 5.9694e-39, 8.9082e-39], # [1.0194e-38, 9.1837e-39, 4.6837e-39], # [9.9184e-39, 9.0000e-39, 1.0561e-38]])

    构建一个3*3的随机矩阵

    x = torch.rand(3, 3)
    # tensor([[0.4289, 0.6872, 0.2781],
    #         [0.2129, 0.7520, 0.3994],
    #         [0.0995, 0.9080, 0.7868]])

     dtype long的全零矩阵:

    x = torch.zeros(5, 3, dtype=torch.long)
    # tensor([[0, 0, 0],
    #         [0, 0, 0],
    #         [0, 0, 0]])

    把数据[5.5, 3]变成Tensor

    x = torch.tensor([5.5, 3])
    # tensor([5.5000, 3.0000])

    得到数组的shape

    print(x.size())    
     # torch.Size([2])

    torch.Size 实际上是一个元组,因此它支持所有元组操作。

    Operation操作

    加法

    import torch
    
    # ------------- 方法一 -------------#
    x = torch.rand(2, 2)        # 构建一个(2,2)的随机数组
    y = torch.rand(2, 2)        # 构建一个(2,2)的随机数组
    print(x + y)
    
    # ------------- 方法二 -------------#
    print(torch.add(x, y))
    
    # ------------- 方法三 -------------# 
    result = torch.empty(2, 2)
    torch.add(x, y, out=result)
    print(result)
    
    # ------------- 方法四 -------------# 
    # 把x加到y上
    y.add_(x)   
    print(y)
    # 所有的结果都等于
    # tensor([[0.5464, 0.5692],
    #         [0.7211, 1.2168]])

    Pytorch的索引和python一样,

    调整shape

    torch.view()  调整数组shape

    torch.size()  查看数据shape

    import torch
    
    x = torch.randn(4, 4)
    
    y = x.view(16)
    print(y.size())     # torch.Size([16])
    
    z = x.view(-1, 8)
    print(z.size())     # torch.Size([2, 8])

    如果我们的张量只有一个数值,可以使用.item()获取

    import torch
    
    x = torch.randn(1)
    print(x)        # tensor([-0.8504])
    print(x.item())     # -0.8503872156143188

    Numpy数组和Torch Tensor转换

    将Torch张量转换为NumPy数组

    ndarray.numpy():Torch Tensor-->ndarray

    import torch
    
    a = torch.ones(5)
    print(a)    # tensor([1., 1., 1., 1., 1.])
    
    # torch tensor-->ndarray
    b = a.numpy()
    print(b, type(b))    # [1. 1. 1. 1. 1.]  <class 'numpy.ndarray'>

    将NumPy数组转换为Torch张量

    torch.from_numpy(ndarray):ndarray--Torch Tensor

    import torch
    
    import numpy as np
    a = np.ones(5)      # [1. 1. 1. 1. 1.]
    b = torch.from_numpy(a)
    print(b)    # tensor([1., 1., 1., 1., 1.], dtype=torch.float64)

    Autograd自动微分

    自动微分Autograd用于自动计算复杂函数的梯度,用于神经网络的优化,

    如果设置torch.tensor_1(requires_grad=True),那么会追踪所有对该张量tensor_1的所有操作。

    import torch
    
    # 创建一个张量并设置 requires_grad=True 用来追踪他的计算历史
    x = torch.ones(2, 2, requires_grad=True)
    print(x)
    # tensor([[1., 1.],
    #         [1., 1.]], requires_grad=True)

    当Tensor完成一个计算过程,每个张量都会自动生成一个.grad_fn属性

    # 对张量进行计算操作,grad_fn已经被自动生成了。
    y = x + 2
    print(y)
    # tensor([[3., 3.],
    #         [3., 3.]], grad_fn=<AddBackward>)
    print(y.grad_fn)
    # <AddBackward object at 0x00000232535FD860>
    
    # 对y进行一个乘法操作
    z = y * y * 3
    out = z.mean()
    
    print(z)
    # tensor([[27., 27.],
    #         [27., 27.]], grad_fn=<MulBackward>) 
    print(out)
    # tensor(27., grad_fn=<MeanBackward1>)

    .requires_grad_(...) 可以改变张量的requires_grad属性。 

    import torch
    
    a = torch.randn(2, 2)
    a = ((a * 3) / (a - 1))
    print(a.requires_grad)      # 默认是requires_grad = False
    a.requires_grad_(True)
    print(a.requires_grad)      # True
    b = (a * a).sum()
    print(b.grad_fn)        # <SumBackward0 object at 0x000002325360B438>

    梯度

    回顾到上面

    import torch
    
    # 创建一个张量并设置 requires_grad=True 用来追踪他的计算历史
    x = torch.ones(2, 2, requires_grad=True)
    print(x)
    # tensor([[1., 1.],
    #         [1., 1.]], requires_grad=True)
    
    
    # 对张量进行计算操作,grad_fn已经被自动生成了。
    y = x + 2
    print(y)
    # tensor([[3., 3.],
    #         [3., 3.]], grad_fn=<AddBackward>)
    print(y.grad_fn)
    # <AddBackward object at 0x00000232535FD860>
    
    # 对y进行一个乘法操作
    z = y * y * 3
    out = z.mean()
    
    print(z)
    # tensor([[27., 27.],
    #         [27., 27.]], grad_fn=<MulBackward>)
    print(out)
    # tensor(27., grad_fn=<MeanBackward1>)

    让我们来反向传播,运行 out.backward() ,等于out.backward(torch.tensor(1.))

    对out进行反向传播,$out = frac{1}{4}sum_i z_i$,其中$z_i = 3(x_i+2)^2$,因为方向传播中torch.tensor=1(out.backward中的参数)因此$z_iigr vert_{x_i=1} = 27$

    对于梯度$frac{partial out}{partial x_i} = frac{3}{2}(x_i+2)$,把$x_i=1$代入$frac{partial out}{partial x_i}igr vert_{x_i=1} = frac{9}{2} = 4.5$

    print(out)  # tensor(27., grad_fn=<MeanBackward1>)
    
    print("*"*50)
    out.backward()
    # 打印梯度
    print(x.grad)
    # tensor([[4.5000, 4.5000],
    #         [4.5000, 4.5000]])

    对吃栗子找到规律,才能看懂

    import torch
    
    x = torch.randn(3, requires_grad=True)
    
    y = x * 2
    while y.data.norm() < 1000:
        y = y * 2
    
    print(y)  # tensor([-920.6895, -115.7301, -867.6995], grad_fn=<MulBackward>)
    gradients = torch.tensor([0.1, 1.0, 0.0001], dtype=torch.float)
    
    # 把gradients代入y的反向传播中
    y.backward(gradients)   
    
    # 计算梯度
    print(x.grad)   # tensor([ 51.2000, 512.0000,   0.0512])

    为了防止跟踪历史记录,可以将代码块包装在with torch.no_grad():中。 在评估模型时特别有用,因为模型的可训练参数的属性可能具有requires_grad = True,但是我们不需要梯度计算。

    print(x.requires_grad)      # True
    print((x ** 2).requires_grad)   # True
    
    with torch.no_grad():
        print((x ** 2).requires_grad)   # False

    神经网络

    神经网络是基于自动梯度 (autograd)来定义一些模型。一个 nn.Module 包括层和一个 forward(input) 它会返回输出(output)。

    一个典型的神经网络训练过程包括以下几点:

    1. 定义一个包含可训练参数的神经网络
    2. 迭代整个输入
    3. 通过神经网络处理输入
    4. 计算损失(loss)
    5. 反向传播梯度到神经网络的参数
    6. 更新网络的参数,典型的用一个简单的更新方法:weight weight learning_rate *gradient

    我们先来定义一个网络,处理输入,调用backword

    import torch
    import torch.nn as nn
    import torch.nn.functional as F
    
    
    class Net(nn.Module):
        def __init__(self):
            super(Net, self).__init__()
            # 1 input image channel, 6 output channels, 3x3 square convolution
            # kernel
            self.conv1 = nn.Conv2d(1, 6, 3)
            self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 3)
            # an affine operation: y = Wx + b
            self.fc1 = nn.Linear(16 * 6 * 6, 120)  # 6*6 from image dimension
            self.fc2 = nn.Linear(120, 84)
            self.fc3 = nn.Linear(84, 10)
    
        def forward(self, x):
            # (2, 2)大小的最大池化层
            x = F.max_pool2d(F.relu(self.conv1(x)), (2, 2))
            # 如果大小是正方形,则只能指定一个数字
            x = F.max_pool2d(F.relu(self.conv2(x)), 2)
    
            x = x.view(-1, self.num_flat_features(x))
            x = F.relu(self.fc1(x))
            x = F.relu(self.fc2(x))
            x = self.fc3(x)
            return x
    
        def num_flat_features(self, x):
            print(x.size())      # torch.Size([1, 16, 6, 6])
            size = x.size()[1:]  # 除batch维度外的所有维度
            print(size)          # torch.Size([16, 6, 6])
            num_features = 1
            for s in size:
                num_features *= s
            return num_features
    
    
    net = Net()
    print(net)  # 打印模型结构
    # Net(
    #   (conv1): Conv2d(1, 6, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1))
    #   (conv2): Conv2d(6, 16, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1))
    #   (fc1): Linear(in_features=576, out_features=120, bias=True)
    #   (fc2): Linear(in_features=120, out_features=84, bias=True)
    #   (fc3): Linear(in_features=84, out_features=10, bias=True))

    torch.nn只支持批输入,格式:batch_size * nChannels * Height * Width(样本数*通道数*高*宽)

    如果我们只有一个样本,只需使用 ``input.unsqueeze(0)`` 来添加其它的维数

    一个模型可训练的参数可以通过调用 net.parameters() 返回:

    params = list(net.parameters())
    print(len(params))       # 10
    print(params[0].size())  # 第一个卷积层的权重 torch.Size([6, 1, 3, 3])

    让我们尝试随机生成一个 32x32 的输入

    input = torch.randn(1, 1, 32, 32)
    out = net(input)
    print(out)
    # tensor([[ 0.1464,  0.0453,  0.0269,  0.0078,  0.1960, -0.1795,  0.1265, 
    #           -0.0742, -0.0649,  0.0592]], grad_fn=<AddmmBackward>)

     把所有参数梯度缓存器置零,用随机的梯度来反向传播

    # 把所有参数梯度缓存器置零
    net.zero_grad()
    # 用随机的梯度来反向传播
    out.backward(torch.randn(1, 10))

    损失函数

    计算均方误差 $loss=nn.MSELoss(模型预测值-目标)$

    output = net(input)     # torch.Size([1, 10])
    target = torch.randn(10)  # 随便取一个target
    target = target.view(1, -1)  # 让target和output的shape一样
    criterion = nn.MSELoss()
    
    loss = criterion(output, target)
    print(loss)     # tensor(0.8695, grad_fn=<MseLossBackward>)

    现在,如果你跟随损失到反向传播路径,可以使用它的 .grad_fn 属性,你将会看到一个这样的计算图:

    input -> conv2d -> relu -> maxpool2d -> conv2d -> relu -> maxpool2d -> view -> linear -> relu -> linear -> relu -> linear -> MSELoss -> loss

    所以,当我们调用 loss.backward(),整个图都会微分,而且所有的在图中的requires_grad=True 的张量将会让他们的 grad 张量累计梯度。

    为了演示,我们将跟随以下步骤来反向传播。

    print(loss.grad_fn)  # MSELoss
    # <MseLossBackward object at 0x7fab77615278>
    print(loss.grad_fn.next_functions[0][0])  # Linear
    # <AddmmBackward object at 0x7fab77615940>
    print(loss.grad_fn.next_functions[0][0].next_functions[0][0])  # ReLU
    # <AccumulateGrad object at 0x7fab77615940>

    反向传播

    为了实现反向传播损失,我们所有需要做的事情仅仅是使用 loss.backward()。你需要清空现存的梯度,要不然将会和现存的梯度累计到一起。

    现在我们调用 loss.backward() ,然后看一下 con1 的偏置项在反向传播之前和之后的变化。

    net.zero_grad()     # 将所有参数的梯度缓冲区归零
    
    print('conv1.bias.grad 反向传播之前')
    print(net.conv1.bias.grad)  
    # tensor([0., 0., 0., 0., 0., 0.])
    
    loss.backward()
    
    print('conv1.bias.grad 反向传播之后')
    print(net.conv1.bias.grad)  
    # tensor([-0.0118,  0.0125, -0.0085, -0.0225,  0.0125,  0.0235])

    随机梯度下降,更新神经网络参数:

    基于python实现

    weight = weight - learning_rate * gradient
    learning_rate = 0.01
    for f in net.parameters():
        f.data.sub_(f.grad.data * learning_rate)

    使用torch.optim实现,torch.optim中包含SGD, Nesterov-SGD, Adam, RMSProp, 等优化器

    import torch.optim as optim
    
    # create your optimizer
    optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.01)
    
    # in your training loop:
    optimizer.zero_grad()   # zero the gradient buffers
    output = net(input)
    loss = criterion(output, target)
    loss.backward()
    optimizer.step()    # Does the update

    图像分类器

    torch有一个叫做totchvision 的包,支持加载类似Imagenet,CIFAR10,MNIST 等公共数据集的数据加载模块 torchvision.datasets

    支持加载图像数据数据转换模块 torch.utils.data.DataLoader。

    本节我们使用CIFAR10数据集,它包含十个类别:‘airplane’, ‘automobile’, ‘bird’, ‘cat’, ‘deer’, ‘dog’, ‘frog’, ‘horse’, ‘ship’, ‘truck’。CIFAR-10 中的图像尺寸为33232,也就是RGB的3层颜色通道,每层通道内的尺寸为32*32。

    训练一个图像分类器

    我们将按次序的做如下几步:

    1. 使用torchvision加载并且归一化CIFAR10的训练和测试数据集
    2. 定义一个卷积神经网络
    3. 定义一个损失函数
    4. 在训练样本数据上训练网络
    5. 在测试样本数据上测试网络

    torchvision 数据集的输出是范围在[0,1]之间的 PILImage,我们将他们转换成归一化范围为[-1,1]之间的张量 Tensors。

    import torch
    import torchvision
    import torchvision.transforms as transforms
    
    transform = transforms.Compose(
        [transforms.ToTensor(),
         transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5))])
    
    # 下载训练数据集
    trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True,
                                            download=True, transform=transform)
    # 下载测试数据集
    testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False,
                                           download=True, transform=transform)
    
    trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=4,
                                              shuffle=True, num_workers=2)
    testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=4,
                                             shuffle=False, num_workers=2)
    
    classes = ('plane', 'car', 'bird', 'cat', 'deer', 'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck')

    让我们来展示其中的一些训练图片

    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    
    # 展示图片
    def imshow(img):
        img = img / 2 + 0.5     # unnormalize
        npimg = img.numpy()
        plt.imshow(np.transpose(npimg, (1, 2, 0)))
        plt.show()
    
    # 获取一些随机的训练图片
    dataiter = iter(trainloader)
    images, labels = dataiter.next()
    
    imshow(torchvision.utils.make_grid(images)) # show images
    # 打印 labels
    print(' '.join('%5s' % classes[labels[j]] for j in range(4)))
    # cat plane  ship  frog

    定义一个卷积神经网络 在这之前先 从神经网络章节 复制神经网络,并修改它为3通道的图片(在此之前它被定义为1通道)

    import torch.nn as nn
    import torch.nn.functional as F
    
    
    class Net(nn.Module):
        def __init__(self):
            super(Net, self).__init__()
            self.conv1 = nn.Conv2d(3, 6, 5)
            self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)
            self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5)
            self.fc1 = nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)
            self.fc2 = nn.Linear(120, 84)
            self.fc3 = nn.Linear(84, 10)
    
        def forward(self, x):
            x = self.pool(F.relu(self.conv1(x)))
            x = self.pool(F.relu(self.conv2(x)))
            x = x.view(-1, 16 * 5 * 5)
            x = F.relu(self.fc1(x))
            x = F.relu(self.fc2(x))
            x = self.fc3(x)
            return x
    
    
    net = Net()

     定义一个损失函数和优化器 让我们使用交叉熵Cross-Entropy 作损失函数,优化器使用SGD

    import torch.optim as optim
    
    criterion = nn.CrossEntropyLoss()
    optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)

    我们只需要在数据迭代器上将数据循环传给网络和优化器 就可以。

    for epoch in range(2):  # 多次循环数据集
    
        running_loss = 0.0
        for i, data in enumerate(trainloader, 0):
            # 获取输入
            inputs, labels = data
    
            # 把参数梯度归零
            optimizer.zero_grad()
    
            # 前向传播(forward) + 反向传播(backward) + 优化器(optimize)
            outputs = net(inputs)       # 前向传播
            loss = criterion(outputs, labels)
            loss.backward()     # 反向传播
            optimizer.step()    # 优化器
    
            running_loss += loss.item()
            if i % 2000 == 1999:    # 每2000个小batch打印一次
                print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
                      (epoch + 1, i + 1, running_loss / 2000))
                running_loss = 0.0
    
    print('Finished Training')
    
    # [1,  2000] loss: 2.187
    # [1,  4000] loss: 1.852
    # [1,  6000] loss: 1.672
    # [1,  8000] loss: 1.566
    # [1, 10000] loss: 1.490
    # [1, 12000] loss: 1.461
    # [2,  2000] loss: 1.389
    # [2,  4000] loss: 1.364
    # [2,  6000] loss: 1.343
    # [2,  8000] loss: 1.318
    # [2, 10000] loss: 1.282
    # [2, 12000] loss: 1.286
    # Finished Training

    在测试集上测试网络 我们已经通过训练数据集对网络进行了2次训练,但是我们需要检查网络是否已经学到了东西。

    我们将用神经网络的输出作为预测的类标来检查网络的预测性能,用样本的真实类标来校对。如果预测是正确的,我们将样本添加到正确预测的列表里。

    好的,第一步,让我们从测试集中显示一张图像来熟悉它。

    GroundTruth: cat ship ship plane

    测试

    输出是预测与十个类的近似程度,与某一个类的近似程度越高,网络就越认为图像是属于这一类别。所以让我们打印其中最相似类别类标:

    outputs = net(images)
    
    _, predicted = torch.max(outputs, 1)
    
    print('Predicted: ', ' '.join('%5s' % classes[predicted[j]] for j in range(4)))
    # Predicted:    cat  ship   car  ship
    # GroundTruth:  cat  ship  ship  plane

    预测对了两个,让我们看看网络在整个数据集上的表现。

    correct = 0
    total = 0
    with torch.no_grad():
        for data in testloader:
            images, labels = data
            outputs = net(images)
            _, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
            total += labels.size(0)
            correct += (predicted == labels).sum().item()
    
    print('Accuracy of the network on the 10000 test images: %d %%' % (
        100 * correct / total))
    # Accuracy of the network on the 10000 test images: 54 %

     正确率有54%,看来网络学到了东西。随机预测出为10类中的哪一类:

    class_correct = list(0. for i in range(10))
    class_total = list(0. for i in range(10))
    with torch.no_grad():
        for data in testloader:
            images, labels = data
            outputs = net(images)
            _, predicted = torch.max(outputs, 1)
            c = (predicted == labels).squeeze()
            for i in range(4):
                label = labels[i]
                class_correct[label] += c[i].item()
                class_total[label] += 1
    
    
    for i in range(10):
        print('Accuracy of %5s : %2d %%' % (
            classes[i], 100 * class_correct[i] / class_total[i]))
    
    # Accuracy of plane : 57 %
    # Accuracy of   car : 73 %
    # Accuracy of  bird : 49 %
    # Accuracy of   cat : 54 %
    # Accuracy of  deer : 18 %
    # Accuracy of   dog : 20 %
    # Accuracy of  frog : 58 %
    # Accuracy of horse : 74 %
    # Accuracy of  ship : 70 %
    # Accuracy of truck : 66 %

    在GPU上跑这些神经网络?

    在GPU上训练,我么要将神经网络转到GPU上。前提条件是CUDA可以用,让我们首先定义下我们的设备为第一个可见的cuda设备。

    device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
    
    # Assume that we are on a CUDA machine, then this should print a CUDA device:
    
    print(device)
    # cuda:0

    接着这些方法会递归地遍历所有模块,并将它们的参数和缓冲器转换为CUDA张量。

    net.to(device)

    记住你也必须在每一个步骤向GPU发送输入和目标:

    inputs, labels = inputs.to(device), labels.to(device)

    CUDA张量

    使用该.to方法可以将张量移动到任何设备上。只有在有CUDA的情况下我们才能运行这个函数

    # 我们将使用“torch.device”对象来移动GPU中的张量
    if torch.cuda.is_available():
        device = torch.device("cuda")          # CUDA设备对象
        y = torch.ones_like(x, device=device)  # 直接在GPU上创建张量
        x = x.to(device)                       # 或者只使用 ``.to("cuda")
        z = x + y
        print(z)
        print(z.to("cpu", torch.double))       # " ".to()还可以更改数据类型
    
    # tensor([0.7032], device='cuda:0')
    # tensor([0.7032], dtype=torch.float64)

    数据并行处理

    本章节教大家如何使用DataParallel来使用多GPU。

    我们把模型放入GPU中

     device = torch.device("cuda:0")
     model.to(device)

    将所有张量复制到GPU

    mytensor = my_tensor.to(device)

    在多 GPU 中执行前向、方向操作是非常自然的。尽管如此,PyTorch 默认只会使用一个 GPU。因此我们要使用DataParallel让模型在多个GPU上并行运行。

    输入和参数

    import torch
    import torch.nn as nn
    from torch.utils.data import Dataset, DataLoader
    
    input_size = 5
    output_size = 2
    batch_size = 30
    data_size = 100
    
    # 设备
    device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

    制造一个随机的数据集

    class RandomDataset(Dataset):
        def __init__(self, size, length):
            self.len = length
            self.data = torch.randn(length, size)
    
        def __getitem__(self, index):
            return self.data[index]
    
        def __len__(self):
            return self.len
    
    rand_loader = DataLoader(dataset=RandomDataset(input_size, data_size),
                batch_size=batch_size, shuffle=True)

    搭建一个简单的模型,我们的模型仅获取输入,执行线性运算并给出输出,

    class Model(nn.Module):
        def __init__(self, input_size, output_size):
            super(Model, self).__init__()
            self.fc = nn.Linear(input_size, output_size)
    
        def forward(self, input):
            output = self.fc(input)
            print("	In Model: input size", input.size(), "output size", output.size())
    
            return output

    创建模型和数据并行

    我们先要检查模型是否有多个GPU,如果有我们再使用nn.DataParallel,然后我们可以把模型放在GPU上model.to(device)

    model = Model(input_size, output_size)
    if torch.cuda.device_count() > 1:
      print("我们有", torch.cuda.device_count(), "个GPUs!")
      # dim = 0 [30, xxx] -> [10, ...], [10, ...], [10, ...] on 3 GPUs
      model = nn.DataParallel(model)
    
    model.to(device)
    # 我们有2个GPU

    运行模型,现在我们可以看到输入和输出张量的大小了

    for data in rand_loader:
        input = data.to(device)
        output = model(input)
        print("Outside: input size", input.size(), "output_size", output.size())

    输出

            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
            In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
            In Model: input size torch.Size([5, 5]) output size torch.Size([5, 2])
            In Model: input size torch.Size([5, 5]) output size torch.Size([5, 2])
    Outside: input size torch.Size([10, 5]) output_size torch.Size([10, 2])

    如果我们有2个GPU我们可以看到以下结果

    # on 2 GPUs
    Let's use 2 GPUs!
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
        In Model: input size torch.Size([15, 5]) output size torch.Size([15, 2])
    Outside: input size torch.Size([30, 5]) output_size torch.Size([30, 2])
        In Model: input size torch.Size([5, 5]) output size torch.Size([5, 2])
        In Model: input size torch.Size([5, 5]) output size torch.Size([5, 2])
    Outside: input size torch.Size([10, 5]) output_size torch.Size([10, 2])

    数据并行自动拆分了你的数据并且将任务单发送到多个 GPU 上。当每一个模型都完成自己的任务之后,DataParallel 收集并且合并这些结果,然后再返回给你。

    参考

    Github一个Pytorch从入门到精通比较好的教程

    PyTorch模型训练实用教程

    http://pytorch123.com/

    PyTroc官方文档:https://pytorch.org/

    PyTroch中文文档:https://pytorch-cn.readthedocs.io/zh/latest/

    简单易上手的PyTorch中文文档:https://github.com/fendouai/pytorch1.0-cn

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/LXP-Never/p/11616289.html
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