简言之,3部分:
1、数据data可以放在GPU上
2、网络net可以放在GPU上
3、损失函数loss可以放在GPU上
CUDA可以用于在torch神经网络中进行GPU加速计算,包括模型的训练和推理过程。具体来说,可以使用CUDA加速以下操作:
- 模型参数和输入数据的张量操作。
- 神经网络前向传播和反向传播算法。
- 模型的优化器更新。
- 通过使用CUDA,可以显著提高神经网络的训练和推理速度,从而缩短模型开发的时间,并提高模型的性能。
以下是一个简单的PyTorch神经网络示例,其中包括使用CUDA加速的代码:
import torch
# 定义神经网络模型
class Net(torch.nn.Module):
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
self.conv1 = torch.nn.Conv2d(3, 6, 5)
self.pool = torch.nn.MaxPool2d(2, 2)
self.conv2 = torch.nn.Conv2d(6, 16, 5)
self.fc1 = torch.nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)
self.fc2 = torch.nn.Linear(120, 84)
self.fc3 = torch.nn.Linear(84, 10)
def forward(self, x):
x = self.pool(torch.nn.functional.relu(self.conv1(x)))
x = self.pool(torch.nn.functional.relu(self.conv2(x)))
x = torch.flatten(x, 1)
x = torch.nn.functional.relu(self.fc1(x))
x = torch.nn.functional.relu(self.fc2(x))
x = self.fc3(x)
return x
net = Net()
# 将模型和数据转移到GPU设备上
device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
net.to(device)
# 定义损失函数和优化器
criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)
# 训练神经网络
for epoch in range(10):
running_loss = 0.0
for i, data in enumerate(trainloader, 0):
inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)
optimizer.zero_grad()
outputs = net(inputs)
loss = criterion(outputs, labels)
loss.backward()
optimizer.step()
running_loss += loss.item()
if i % 2000 == 1999: # 每2000个小批量数据打印一次训练状态
print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
(epoch + 1, i + 1, running_loss / 2000))
running_loss = 0.0
print("Finished Training")
在这个例子中,我们首先定义了神经网络模型,然后将其移动到可用的GPU设备上。接下来是训练过程,训练时我们从数据加载器中读取数据,并使用CUDA加速输入数据和标签张量的计算。最后,我们使用优化器来更新模型参数,并在每个epoch的末尾打印出损失值。
需要注意的是,在使用CUDA进行GPU加速时,我们需要将模型的所有参数和输入数据都移动到GPU设备上。
将损失函数也放在cuda上面
将损失函数也移动到CUDA设备上可以进一步提高计算效率。以下是修改后的代码示例:
import torch
# 定义神经网络模型
class Net(torch.nn.Module):
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
self.conv1 = torch.nn.Conv2d(3, 6, 5)
self.pool = torch.nn.MaxPool2d(2, 2)
self.conv2 = torch.nn.Conv2d(6, 16, 5)
self.fc1 = torch.nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)
self.fc2 = torch.nn.Linear(120, 84)
self.fc3 = torch.nn.Linear(84, 10)
def forward(self, x):
x = self.pool(torch.nn.functional.relu(self.conv1(x)))
x = self.pool(torch.nn.functional.relu(self.conv2(x)))
x = torch.flatten(x, 1)
x = torch.nn.functional.relu(self.fc1(x))
x = torch.nn.functional.relu(self.fc2(x))
x = self.fc3(x)
return x
net = Net()
# 将模型和数据转移到GPU设备上
device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
net.to(device)
# 将损失函数也移动到GPU设备上
criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss().to(device)
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)
# 训练神经网络
for epoch in range(10):
running_loss = 0.0
for i, data in enumerate(trainloader, 0):
inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)
optimizer.zero_grad()
outputs = net(inputs)
loss = criterion(outputs, labels)
loss.backward()
optimizer.step()
running_loss += loss.item()
if i % 2000 == 1999: # 每2000个小批量数据打印一次训练状态
print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
(epoch + 1, i + 1, running_loss / 2000))
running_loss = 0.0
print("Finished Training")
在这个例子中,我们将损失函数torch.nn.CrossEntropyLoss移动到可用的CUDA设备上,方法是添加.to(device)。这样,当我们使用该损失函数计算损失值时,PyTorch会在GPU设备上执行相应的计算,从而进一步提高效率。