PyTorch使用并行GPU处理数据

【参考资料】http://blog.csdn.net/zzlyw/article/details/78769012

              http://blog.csdn.net/daniaokuye/article/details/79133351

              http://pytorch.org/docs/master/nn.html#dataparallel-layers-multi-gpu-distributed

              《深度学习框架PyTorch入门与实践》

【机器配置】型号：华硕ESC8000G3。内存128G，八块Nvidia GTX TITAN X。

【测试例子】AI Challenge挑战赛-场景分类（http://blog.csdn.net/Wayne2019/article/details/78222972）

 

一、GPU并行方式

通过对模型进行并行GPU处理（这里一般指单机多卡），可以相对提高处理速度，但是处理方法大致有两种。

将Module放在GPU上运行也十分简单，只需两步：
model = model.cuda()：将模型的所有参数转存到GPU
input.cuda()：将输入数据也放置到GPU上
至于如何在多个GPU上并行计算，PyTorch也提供了两个函数，可实现简单高效的并行GPU计算。
①nn.parallel.data_parallel(module, inputs, device_ids=None, output_device=None, dim=0, module_kwargs=None)
②class torch.nn.DataParallel(module, device_ids=None, output_device=None, dim=0)
可见二者的参数十分相似，通过device_ids参数可以指定在哪些GPU上进行优化，output_device指定输出到哪个GPU上。唯一的不同就在于前者直接利用多GPU并行计算得出结果，而后者则返回一个新的module，能够自动在多GPU上进行并行加速。
 

# method 1
new_net = nn.DataParallel(net, device_ids=[0, 1])
output = new_net(input)
# method 2
output = nn.parallel.data_parallel(new_net, input, device_ids=[0, 1])

DataParallel并行的方式，是将输入一个batch的数据均分成多份，分别送到对应的GPU进行计算，各个GPU得到的梯度累加。与Module相关的所有数据也都会以浅复制的方式复制多份，在此需要注意，在module中属性应该是只读的。

model = Model(input_size, output_size)
if torch.cuda.device_count() > 1:
  print("Let's use", torch.cuda.device_count(), "GPUs!")
  # dim = 0 [30, xxx] -> [10, ...], [10, ...], [10, ...] on 3 GPUs
  model = nn.DataParallel(model)

if torch.cuda.is_available():
   model.cuda()

 

二、运行过程中遇到的问题

近期对这两种方法进行了尝试，对于PIL Image来说，需要处理成Tensor，然后进行归一化。这两种方法如果不对device_ids参数进行设置，默认会使用所有的GPU。并行期间GPU使用率大部分在40%——50%之间。

【问题】在用DataParallel方法后，在并行处理过程中会报如下错误：RuntimeError: all tensors must be on devices[0]。

但是使用nn.parallel.data_parallel方法后不会存在这个问题。估计可能是返回的新的moudle问题。

                if torch.cuda.device_count() > 1:
                    # model = nn.DataParallel(model)
                    # outputs = model(inputs)
                    outputs = nn.parallel.data_parallel(model, inputs)
                else:
                    outputs = model(inputs)

在测试过程中也会发现，当指定GPU为4块的时候每跑一轮的时间都会比全部使用的时间短。

除了以上的报错之外，在使用中会出现一个警告：UserWarning: PyTorch is not compiled with NCCL support。PyTorch不支持NCCL编译是个什么意思？。。。