Tensorflow实现多GPU并行方式

 更新时间:2020年02月03日 09:08:16   作者:winycg  
今天小编就为大家分享一篇Tensorflow实现多GPU并行方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧

Tebsorflow开源实现多GPU训练cifar10数据集:cifar10_multi_gpu_train.py

Tensorflow开源实现cifar10神经网络:cifar10.py

Tensorflow中的并行分为模型并行和数据并行。模型并行需要根据不同模型设计不同的并行方式,其主要原理是将模型中不同计算节点放在不同硬件资源上运算。比较通用且能简便地实现大规模并行的方式是数据并行,同时使用多个硬件资源来计算不同batch的数据梯度,然后汇总梯度进行全局更新。

数据并行几乎适用于所有深度学习模型,总是可以利用多块GPU同时训练多个batch数据,运行在每块GPU上的模型都基于同一个神经网络,网络结构一样,并且共享模型参数。

import os
import re
import time
import numpy as np
import tensorflow as tf
import cifar10_input
import cifar10

batch_size = 128
max_steps = 1000
num_gpus = 1 # gpu数量


# 在scope下生成神经网络并返回scope下的loss
def tower_loss(scope):
 # 数据集的路径可以在cifar10.py中的tf.app.flags.DEFINE_string中定义
 images, labels = cifar10.distorted_inputs()
 logits = cifar10.inference(images) # 生成神经网络
 _ = cifar10.loss(logits, labels) # 不直接返回loss而是放到collection
 losses = tf.get_collection('losses', scope) # 获取当前GPU上的loss(通过scope限定范围)
 total_loss = tf.add_n(losses, name='total_loss')
 return total_loss


'''
外层是不同GPU计算的梯度,内层是某个GPU对应的不同var的值
tower_grads = 
[[(grad0_gpu0, var0_gpu0), (grad1_gpu0, var1_gpu0),...],
 [(grad0_gpu1, var0_gpu1), (grad1_gpu1, var1_gpu1),...]]
zip(*tower_grads)= 相当于转置了
[[(grad0_gpu0, var0_gpu0), (grad0_gpu1, var0, gpu1),...],
 [(grad1_gpu0, var1_gpu0), (grad1_gpu1, var1_gpu1),...]]
'''


def average_gradients(tower_grads):
 average_grads = []
 for grad_and_vars in zip(*tower_grads):
  grads = [tf.expand_dims(g, 0) for g, _ in grad_and_vars]
  grads = tf.concat(grads, 0)
  grad = tf.reduce_mean(grads, 0)
  grad_and_var = (grad, grad_and_vars[0][1])
  # [(grad0, var0),(grad1, var1),...]
  average_grads.append(grad_and_var)
 return average_grads


def train():
 # 默认的计算设备为CPU
 with tf.Graph().as_default(), tf.device('/cpu:0'):
  # []表示没有维度,为一个数
  # trainable=False,不会加入GraphKeys.TRAINABLE_VARIABLES参与训练
  global_step = tf.get_variable('global_step', [],
          initializer=tf.constant_initializer(0),
          trainable=False)
  num_batches_per_epoch = cifar10.NUM_EXAMPLES_PER_EPOCH_FOR_TRAIN / batch_size
  decay_steps = int(num_batches_per_epoch * cifar10.NUM_EPOCHS_PER_DECAY)
  # https://tensorflow.google.cn/api_docs/python/tf/train/exponential_decay
  # decayed_learning_rate = learning_rate * decay_rate ^ (global_step / decay_steps)
  # staircase is True, then global_step / decay_steps is an integer division
  lr = tf.train.exponential_decay(cifar10.INITIAL_LEARNING_RATE,
          global_step,
          decay_steps,
          cifar10.LEARNING_RATE_DECAY_FACTOR,
          staircase=True)
  opt = tf.train.GradientDescentOptimizer(lr)

  tower_grads = []
  for i in range(num_gpus):
   with tf.device('/gpu:%d' % i):
    with tf.name_scope('%s_%d' % (cifar10.TOWER_NAME, i)) as scope:
     loss = tower_loss(scope)
     # 让神经网络的变量可以重用,所有GPU使用完全相同的参数
     # 让下一个tower重用参数
     tf.get_variable_scope().reuse_variables()
     grads = opt.compute_gradients(loss)
     tower_grads.append(grads)
  grads = average_gradients(tower_grads)
  apply_gradient_op = opt.apply_gradients(grads, global_step=global_step)

  init = tf.global_variables_initializer()
  # True会自动选择一个存在并且支持的设备来运行
  sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(allow_soft_placement=True))
  sess.run(init)
  tf.train.start_queue_runners(sess=sess)

  for step in range(max_steps):
   start_time = time.time()
   _, loss_value = sess.run([apply_gradient_op, loss])
   duration = time.time() - start_time

   if step % 10 == 0:
    num_examples_per_step = batch_size * num_gpus
    examples_per_sec = num_examples_per_step / duration
    sec_per_batch = duration / num_gpus

    print('step %d, loss=%.2f(%.1f examples/sec;%.3f sec/batch)'
      % (step, loss_value, examples_per_sec, sec_per_batch))



if __name__ == '__main__':
 train()

以上这篇Tensorflow实现多GPU并行方式就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

相关文章

  • python ChainMap的使用和说明详解

    python ChainMap的使用和说明详解

    这篇文章主要介绍了python ChainMap的使用和说明详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-06-06
  • LyScript实现内存交换与差异对比的方法详解

    LyScript实现内存交换与差异对比的方法详解

    LyScript 针对内存读写函数的封装功能并不多,只提供了内存读取和内存写入函数的封装,本篇文章将继续对API进行封装,实现一些在软件逆向分析中非常实用的功能,需要的可以参考一下
    2022-08-08
  • pycharm中成功运行图片的配置教程

    pycharm中成功运行图片的配置教程

    今天小编就为大家分享一篇pycharm中成功运行图片的配置教程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2018-10-10
  • Python join()函数原理及使用方法

    Python join()函数原理及使用方法

    这篇文章主要介绍了Python join()函数原理及使用方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-11-11
  • Python中的type与isinstance的区别详解

    Python中的type与isinstance的区别详解

    本文主要介绍了Python中的type与isinstance的区别详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-04-04
  • python实现逻辑回归的示例

    python实现逻辑回归的示例

    这篇文章主要介绍了python实现逻辑回归的示例,帮助大家更好的理解和使用机器学习算法,感兴趣的朋友可以了解下
    2020-10-10
  • Python3.5面向对象编程图文与实例详解

    Python3.5面向对象编程图文与实例详解

    这篇文章主要介绍了Python3.5面向对象编程,结合图文与实例形式详细分析了Python面向对象编程相关的概念、类定义、实例化、实例变量、类变量、析构函数等相关原理及使用技巧,需要的朋友可以参考下
    2019-04-04
  • Python字符串替换实例分析

    Python字符串替换实例分析

    这篇文章主要介绍了Python字符串替换的方法,实例对比分析了单个字符替换与字符串替换的相关技巧,非常简单实用,需要的朋友可以参考下
    2015-05-05
  • python爬取拉勾网职位数据的方法

    python爬取拉勾网职位数据的方法

    这篇文章主要介绍了python爬取拉勾网职位数据的实现方法,非常不错,具有参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2018-01-01
  • Django Sitemap 站点地图的实现方法

    Django Sitemap 站点地图的实现方法

    这篇文章主要介绍了Django Sitemap 站点地图的实现方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-04-04

最新评论