Pytorch入门(5)—— 使用 GPU 进行计算
原创
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- 参考:动手学深度学习
- 注意:由于本文是jupyter文档转换来的,代码不一定可以直接运行,有些注释是jupyter给出的交互结果,而非运行结果!!
文章目录
- 1. 计算设备
- 2. Tensor 的 GPU 计算
- 3. Module 的 GPU 计算
1. 计算设备
- 打开 CMD 窗口,使用
nvidia-smi
指令查看本地 GPU 信息 - 对复杂的神经网络和大规模的数据来说,使用CPU来计算可能不够高效,PyTorch 可以指定用来存储和计算的设备,如
内存+CPU
或者 显存+GPU
。默认情况下,PyTorch 会将数据创建在内存并利用 CPU 计算 - 使用 GPU 前需要安装必要的驱动库,如果使用 Nvida 显卡,需安装 Nvida 的 Cuda 和 CuDNN 组件(注意组件版本要和你的 pytorch 版本以及显卡型号匹配),可以参考 CUDA11.4、CUDNN、Pytorch安装。安装好之后执行以下代码检查
import torch
# 查看 pytorch 版本
print(torch.__version__) # 1.10.2
# 查看 GPU 是否可用
print(torch.cuda.is_available()) # True
# 查看GPU数量,索引号从0开始
print(torch.cuda.current_device()) # 0
# 根据索引号查看GPU名字
print(torch.cuda.get_device_name(0)) # NVIDIA GeForce GTX 1070
2. Tensor 的 GPU 计算
- tenor 默认存储在内存中供 CPU 使用,通过访问其
.device
成员查看其运行的设备,要将某个 CPU 上的 tensor 转换(复制)到 GPU 上,可以
- 调用 tenor 对象的
.cuda()
方法 - 如果有多块 GPU,可以用
.cuda(i)
来指定转移到第 i 块 GPU 及相应的显存(i从0开始)注意 .cuda(0)
和 .cuda()
等价 - 创建 tensor 时,可以通过
device
参数指定其运行的设备,或连续调用 .to()
方法指定设备
对于一个已经在 GPU 及相应显存的 tensor 对象,调用其 .cpu()
方法将其移回 CPU 和 内存
x = torch.tensor([1, 2, 3])
print(x.device) # cpu
x = x.cuda(0)
print(x.device) # cuda:0
device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
y = torch.tensor([1, 2, 3], device=device)
print(y.device) # cuda:0
z = torch.tensor([1, 2, 3]).to(device)
print(z.device) # cuda:0
z = z.cpu()
print(z.device) # cpu
- 只有在同一个设备上的 tensor 间才能进行运算,运算结果仍然存储在对应的设备上;如果两个数据存储的位置不一致(CPU 和 GPU 之间、不同 GPU 之间),直接计算会报
RuntimeError
x = torch.tensor([1, 2, 3]).cuda(0)
y = torch.tensor([1, 2, 3])
print('x:',x.device,'\ny:', y.device)
# x + y `RuntimeError: Expected all tensors to be on the same device, but found at least two devices, cuda:0 and cpu!
3. Module 的 GPU 计算
- 用 Module 的
.parameters()
拿出 tensor 参数后,可以和像 2 节中那样进行操作 - 和 Tensor 类似,PyTorch Module 对象也是默认在 CPU 和内存上,可以使用类似的方法转换到 GPU
- 调用 Module 对象的
.cuda()
方法 - 如果有多块 GPU,可以用
.cuda(i)
来指定转移到第 i 块 GPU 及相应的显存(i从0开始)注意 .cuda(0)
和 .cuda()
等价 - 创建 tensor 时,可以通过
device
参数指定其运行的设备,或连续调用 .to()
方法指定设备
对于一个已经在 GPU 及相应显存的 Module 对象,调用其 .cpu()
方法将其移回 CPU 和 内存
from torch import nn
net = nn.Linear(3, 1)
print(list(net.parameters())[0].device) # cpu
net.cuda(0)
print(list(net.parameters())[0].device) # cuda:0
net2 = nn.Linear(3, 1, device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu'))
print(list(net2.parameters())[0].device) # cuda:0
net3 = nn.Linear(3, 1).to(torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu'))
print(list(net3.parameters())[0].device) # cuda:0
net3 = net3.cpu()
print(list(net3.parameters())[0].device) # cpu
- 同样的,计算时保证模型输入的 Tensor 和模型都在同一设备上,否则会报错
RuntimeError
net = nn.Linear(3, 1).cuda(0)
x = torch.rand(2,3).cuda(0)
print(net(x))
net = net.cpu()
#print(net(x)) RuntimeError: Expected all tensors to be on the same device, but found at least two devices, cpu and cuda:0! (when checking argument for argument mat1 in method wrapper_addmm)