Multi-GPU examples

译者：@unknown

校对者：@bringtree

数据并行是指当我们将 mini-batch 的样本分成更小的 mini-batches, 并行地计算每个更小的 mini-batches.

数据并行通过使用 torch.nn.DataParallel 实现. 我们可以用 DataParallel 包装一个模块, 然后它将在 batch 维度(默认是0轴) 平分数据给多个 GPUs 进行并行计算.

DataParallel

import torch.nn as nn

class DataParallelModel(nn.Module):

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.block1 = nn.Linear(10, 20)

        # 用 DataParallel 包装 block2
        self.block2 = nn.Linear(20, 20)
        self.block2 = nn.DataParallel(self.block2)

        self.block3 = nn.Linear(20, 20)

    def forward(self, x):
        x = self.block1(x)
        x = self.block2(x)
        x = self.block3(x)
        return x

这个代码不做任何修改, 在 CPU 模式下也能运行.

DataParallel 的文档为 here.

在其上实现 DataParallel 的基元:

通常, pytorch 的 nn.parallel 原函数可以单独使用. 我们实现了简单的类似 MPI 的原函数:

  • replicate: 在多个设备上复制模块
  • scatter: 在第一维中分配输入
  • gather: 在第一维 gather 和 concatenate 输入
  • parallel_apply: 将一组已经分配的输入应用于一组已经分配的模型.

为了更清晰起见, 这里使用这些集合组成的函数 data_parallel

def data_parallel(module, input, device_ids, output_device=None):
    if not device_ids:
        return module(input)

    if output_device is None:
        output_device = device_ids[0]

    replicas = nn.parallel.replicate(module, device_ids)
    inputs = nn.parallel.scatter(input, device_ids)
    replicas = replicas[:len(inputs)]
    outputs = nn.parallel.parallel_apply(replicas, inputs)
    return nn.parallel.gather(outputs, output_device)

Part of the model on CPU and part on the GPU

让我们来看一个网络模型, 他的网络一部分用 CPU 运算, 另一部分用 GPU 运算.

class DistributedModel(nn.Module):

    def __init__(self):
        super().__init__(
            embedding=nn.Embedding(1000, 10),
            rnn=nn.Linear(10, 10).cuda(0),
        )

    def forward(self, x):
        # 在 CPU 上计算 embedding
        x = self.embedding(x)

        # 迁移到 GPU
        x = x.cuda(0)

        # 在 GPU 上运行 RNN
        x = self.rnn(x)
        return x

这是面向 Torch 使用者的 PyTorch 的简短介绍. 当然还有更多东西需要学习.

看完这部分教程, 也可以看看我们更全面的入门教程, 它介绍了 optim package, data loaders 等.: PyTorch 深度学习: 60 分钟极速入门教程.

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