动手学深度学习 - 11.5. GPU 购买指南

动手学深度学习 - 11.5. GPU 购买指南

动手学深度学习 - Dive into Deep Learning
Aston Zhang, Zachary C. Lipton, Mu Li, and Alexander J. Smola
https://zh.d2l.ai/

11.5. GPU 购买指南

深度学习训练通常需要大量的计算资源。GPU 目前是深度学习最常使用的计算加速硬件。相对于 CPU 来说，GPU 计算更加密集。一方面，相同计算能力的 GPU 的价格一般是 CPU 价格的十分之一；另一方面，一台服务器通常可以搭载 8 块或者 16 块 GPU。

11.5.1. 选择 GPU

目前独立显卡主要有 AMD 和 NVIDIA 两家厂商。其中 NVIDIA 在深度学习布局较早，对深度学习框架支持更好。

NVIDIA 有面向个人用户 (例如 GTX 系列)和企业用户 (例如 Tesla 系列) 的两类 GPU。这两类 GPU 的计算能力相当。面向企业用户的 GPU 通常使用被动散热并增加了显存校验，从而更适合数据中心，并通常要比面向个人用户的 GPU 贵上 10 倍。

如果是拥有 100 台机器以上的大公司用户，通常可以考虑针对企业用户的 NVIDIA Tesla 系列。如果是拥有 10~100 台机器的实验室和中小公司用户，预算充足的情况下可以考虑 NVIDIA DGX 系列，否则可以考虑购买如 Supermicro 之类的性价比比较高的服务器，然后再购买安装 GTX 系列的 GPU。

NVIDIA 一般每一两年发布一次新版本的 GPU，例如 2016 年发布的 GTX 1000 系列以及 2018 年发布的 RTX 2000 系列。每个系列中会有数个不同的型号，分别对应不同的性能。

GPU 的性能主要由以下 3 个参数构成。

1. 计算能力。通常我们关心的是 32 位浮点计算能力。16 位浮点训练也开始流行，如果只做预测的话也可以用 8 位整数。
2. 显存大小。当模型越大或者训练时的批量越大时，所需要的显存就越多。
3. 显存带宽。只有当显存带宽足够时才能充分发挥计算能力。

对大部分用户来说，只要考虑计算能力就可以了。显存尽量不小于 4 GB。但如果 GPU 要同时显示图形界面，那么推荐的显存大小至少为 6 GB。显存带宽通常相对固定，选择空间较小。

图 11.19 描绘了 GTX 900 和 GTX 1000 系列里各个型号的 32 位浮点计算能力和价格的对比。

我们可以从图 11.19 中读出以下两点信息。

1. 在同一个系列里面，价格和性能大体上成正比。但后发布的型号性价比更高，如 980 Ti 和 1080 Ti。
2. GTX 1000 系列比 900 系列在性价比上高出 2 倍左右。

我们推荐大家在能力范围内尽可能买较新的 GPU。

11.5.2. 整机配置

通常，我们主要用 GPU 做深度学习训练。因此，不需要购买高端的 CPU。不过，考虑到 GPU 的功耗、散热和体积，在整机配置上也需要考虑以下 3 个额外因素。

1. 机箱体积。显卡尺寸较大，通常考虑较大且自带风扇的机箱。
2. 电源。购买 GPU 时需要查一下 GPU 的功耗，如 50 W 到 300 W 不等。购买电源要确保功率足够，且不会造成机房供电过载。
3. 主板的 PCIe 卡槽。推荐使用 PCIe 3.0 16x 来保证充足的 GPU 到内存的带宽。如果搭载多块 GPU，要仔细阅读主板说明，以确保多块 GPU 一起使用时仍然是 16 倍带宽。注意，有些主板搭载 4 块 GPU 时会降到 8 倍甚至 4 倍带宽。

11.5.3. 小结

• 在预算范围内，尽可能买较新的 GPU。
• 整机配置需要考虑到 GPU 的功耗、散热和体积。
• GeForce GTX 1050 Ti，GeForce GTX 1080 Ti，NVIDIA TITAN Xp 性价比较高
• 公版显卡与非公版显卡差别不大。
• 水冷散热器相对安静。

References

https://www.deepin.org/
http://mli.github.io/