优化模型训练过程中的显存使用率、GPU使用率

参考:https://blog.51cto.com/u_16099172/7398948

问题:用小数据集训练显存使用率、GPU使用率正常,但是用大数据集训练GPU使用率一直是0.

小数据:

大数据:

1、我理解GPU内存占用率=显存使用率,由模型的大小以及batch size的大小,来影响这个指标。模型结构固定的情况下,尽量将batch size设置大,充分利用GPU的内存。但是代码中有val部分,val时会只使用gpu0,bs太大可能导致val时候out of memory。

2、gpu利用率。GPU在等待数据从CPU传输过来,当从总线传输到GPU之后,GPU逐渐起计算来,利用率会突然升高,但是GPU的算力很强大,0.5秒就基本能处理完数据。所以利用率接下来又会降下去,等待下一个batch的传入。因此,这个GPU利用率瓶颈在内存带宽和内存介质上以及CPU的性能上面。最好当然就是换更好的四代或者更强大的内存条,配合更好的CPU。硬件都固定的情况下,尝试调节参数优化gpu使用率。

在PyTorch这个框架里面,数据加载Dataloader上做更改和优化,包括num_workers(线程数),pin_memory,会提升速度。解决好数据传输的带宽瓶颈和GPU的运算效率低的问题。

python 复制代码
torch.utils.data.DataLoader(image_datasets[x],
                            batch_size=batch_size, 
                            shuffle=True,
                            num_workers=8,
                            pin_memory=True)

为了提高利用率,首先要将num_workers(线程数)设置得体,4,8,16是几个常选的几个参数。本人测试过,将num_workers设置的非常大,例如,24,32,等,其效率反而降低,因为模型需要将数据平均分配到几个子线程去进行预处理,分发等数据操作,设高了反而影响效率。当然,线程数设置为1,是单个CPU来进行数据的预处理和传输给GPU,效率也会低。其次,当你的服务器或者电脑的内存较大,性能较好的时候,建议打开pin_memory打开,就省掉了将数据从CPU传入到缓存RAM里面,再给传输到GPU上;为True时是直接映射到GPU的相关内存块上,省掉了一点数据传输时间。

  1. CPU的利用率问题

很多人在模型训练过程中,不只是关注GPU的各种性能参数,往往还需要查看CPU处理的怎么样,利用的好不好。这一点至关重要。但是对于CPU,不能一味追求超高的占用率。如图所示,对于14339这个程序来说,其CPU占用率为2349%(我的服务器是32核的,所以最高为3200%)。这表明用了24核CPU来加载数据和做预处理和后处理等。其实主要的CPU花在加载传输数据上。此时,来测量数据加载的时间发现,即使CPU利用率如此之高,其实际数据加载时间是设置恰当的DataLoader的20倍以上,也就是说这种方法来加载数据慢20倍。当DataLoader的num_workers=0时,或者不设置这个参数,会出现这个情况。

相关推荐
Henry-SAP3 分钟前
SAP S/4HANA引领物流ERP新生态
人工智能·云原生·sap·erp
梦想的旅途212 分钟前
企业微信 API 二次开发:AI 智能体接入外部群架构
人工智能·企业微信
Eloudy19 分钟前
ReAct 原理简介
前端·javascript·人工智能·react.js·agent·gpu
COOLMO研究AI38 分钟前
Python 如何在 AI 接口中实现请求幂等性:防止重复提交与重复扣费
人工智能·python·php
微三云-张梅42 分钟前
东莞企业做GEO:AI信任体系的三个建设层级
大数据·人工智能·微三云geo·东莞系统开发·东莞geo
CTA量化套保1 小时前
新手学量化,先做能复查的小流程
人工智能·python
狂奔蜗牛(bradley)1 小时前
RKNN Toolkit2开发环境搭建实操
人工智能
weixin_446260851 小时前
AutoDesign:面向长时序智能体设计的元调度优化框架
人工智能
Rocktech_ruixun1 小时前
机器人端侧大模型部署对主板有哪些要求?瑞迅主控板分级方案对比
人工智能·嵌入式硬件·机器人
ZGi.ai1 小时前
多模型回答不稳定:路由规则与评测方法
网络·人工智能·大模型评测·多模型·模型路由·zgi·模型网关