pytorch梯度累积

梯度累加其实是为了变相扩大batch_size,用来解决显存受限问题。

常规训练方式,每次从train_loader读取出一个batch的数据:

python 复制代码
for x,y in train_loader:
	pred = model(x)
	loss = criterion(pred, label)
	# 反向传播
	loss.backward()
	# 根据新的梯度更新网络参数
	optimizer.step()
	# 清空以往梯度,通过下面反向传播重新计算梯度
	optimizer.zero_grad()

pytorch每次forward完都会得到一个用于梯度回传的计算图,pytorch构建的计算图是动态的,其实在每次backward后计算图都会从内存中释放掉,但是梯度不会清空的。所以若不显示的进行optimizer.zero_grad()清空过往梯度这一步操作,backward()的时候就会累加过往梯度。

梯度累加的做法:

python 复制代码
accumulation_steps = 4
for i,(x,y) in enumerate(train_loader):
	pred = model(x)
	loss = criterion(pred, label)
	
	# 相当于对累加后的梯度取平均
	loss = loss/accumulation_steps
	# 反向传播
	loss.backward()

	if (i+1) % accumulation_steps == 0:
		# 根据新的梯度更新网络参数
		optimizer.step()
		# 清空以往梯度,通过下面反向传播重新计算梯度
		optimizer.zero_grad()

代码中设置accumulation_steps = 4,意思就是变相扩大batch_size四倍。因为代码中每隔4次迭代才清空梯度,更新参数。

至于为啥loss = loss/accumulation_steps,因为梯度累加了四次呀,那就要取平均,除以4。那我每次loss取4,其实就相当于最后将累加后的梯度除4咯。同时,因为累计了4个batch,那学习率也应该扩大4倍,让更新的步子跨大点。

看网上的帖子有讨论对BN层是否有影响,因为BN的估算阶段(计算batch内均值、方差)是在forward阶段完成的,那真实的batch_size放大4倍效果肯定是比通过梯度累加放大4倍效果好的,毕竟计算真实的大batch_size内的均值、方差肯定更精确。

还有讨论说通过调低BN参数momentum可以得到更长序列的统计信息,应该意思是能够记忆更久远的统计信息(均值、方差),以逼近真实的扩大batch_size的效果。

参考

pytorch骚操作之梯度累加,变相增大batch size

相关推荐
晓翔仔1 小时前
【深度实战】Agentic AI 安全攻防指南:基于 CSA 红队测试手册的 12 类风险完整解析
人工智能·安全·ai·ai安全
百家方案2 小时前
2026年数据治理整体解决方案 - 全1066页下载
大数据·人工智能·数据治理
北京耐用通信2 小时前
工业自动化中耐达讯自动化Profibus光纤链路模块连接RFID读写器的应用
人工智能·科技·物联网·自动化·信息与通信
Hgfdsaqwr2 小时前
Django全栈开发入门:构建一个博客系统
jvm·数据库·python
开发者小天2 小时前
python中For Loop的用法
java·服务器·python
老百姓懂点AI3 小时前
[RAG实战] 向量数据库选型与优化:智能体来了(西南总部)AI agent指挥官的长短期记忆架构设计
python
小韩博3 小时前
一篇文章讲清AI核心概念之(LLM、Agent、MCP、Skills) -- 从解决问题的角度来说明
人工智能
沃达德软件4 小时前
人工智能治安管控系统
图像处理·人工智能·深度学习·目标检测·计算机视觉·目标跟踪·视觉检测
高工智能汽车4 小时前
爱芯元智通过港交所聆讯,智能汽车芯片市场格局加速重构
人工智能·重构·汽车
大力财经4 小时前
悬架、底盘、制动被同时重构,星空计划想把“驾驶”变成一种系统能力
人工智能