Tensorflow 运算设备的配置

本文介绍了如何在TensorFlow中配置GPU进行运算,包括自定义运算设备、分配GPU内存的方法及多GPU设置。同时提供了使用log_device_placement参数来查看运算设备分配情况的示例。

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说明:此文是翻译官网 Using GPUs   

Tensorflow 的运算可以是 CPU,也可以是GPU,想要查看当前的运算被分配到哪个设备,可以设置 log_device_placement

# Creates a graph.
a = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[2, 3], name='a')
b = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[3, 2], name='b')
c = tf.matmul(a, b)
# Creates a session with log_device_placement set to True.
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(log_device_placement=True))
# Runs the op.
print sess.run(c)
得到如下的输出,说明我的运算被分配到CPU上去运行了
MatMul: (MatMul): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:27:31.185055: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] MatMul: (MatMul)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
b: (Const): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:27:31.185445: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] b: (Const)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
a: (Const): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:27:31.185854: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] a: (Const)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
[[22 28]
 [49 64]]

如何自定义运算设备呢,使用 with tf.device(''),注意这是分配的CPU,不是CPU核

# Creates a graph.
with tf.device('/cpu:0'):
  a = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[2, 3], name='a')
  b = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[3, 2], name='b')
  c = tf.matmul(a, b)
# Creates a session with log_device_placement set to True.
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(log_device_placement=True))
# Runs the op.
print sess.run(c)
得到的输出是

MatMul: (MatMul): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:49:52.835533: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] MatMul: (MatMul)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
b: (Const): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:49:52.835888: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] b: (Const)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
a: (Const): /job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
2017-09-20 16:49:52.836294: I tensorflow/core/common_runtime/simple_placer.cc:834] a: (Const)/job:localhost/replica:0/task:0/cpu:0
[[22 28]
 [49 64]]

一般如果使用GPU作为运算部件的话,运算会占用所有的内存,如何自定义分配GPU内存呢,CPU没有这个自定义选项,两种方式

  1. 先分配小部分,再逐渐增长
config = tf.ConfigProto()
config.gpu_options.allow_growth = True
session = tf.Session(config=config, ...)

2.设置比例

config = tf.ConfigProto()
config.gpu_options.per_process_gpu_memory_fraction = 0.4
session = tf.Session(config=config, ...)

当有多个GPU怎么设定其中的一部分来运算

# Creates a graph.
c = []
for d in ['/gpu:2', '/gpu:3']:
  with tf.device(d):
    a = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[2, 3])
    b = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0], shape=[3, 2])
    c.append(tf.matmul(a, b))
with tf.device('/cpu:0'):
  sum = tf.add_n(c)
# Creates a session with log_device_placement set to True.
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(log_device_placement=True))
# Runs the op.
print sess.run(sum)



### TensorFlow 安装与配置教程 #### 1. 环境准备 在安装 TensorFlow 前,需确认操作系统满足最低要求。对于 Ubuntu 用户,推荐使用 Anaconda 进行依赖管理,简化安装过程。Anaconda 提供了一个集成的 Python 环境以及必要的科学计算库[^1]。 为了支持 GPU 加速功能,还需要额外安装 NVIDIA 的 CUDA 工具包和 cuDNN 库。这些工具提供了对硬件加速的支持,显著提升深度学习模型训练速度[^2]。 #### 2. 安装 Anaconda 和 Python 编译器 下载并安装最新版 Anaconda 发行版,建议选择适用于当前系统的稳定版本。通过 Anaconda Navigator 或命令行创建一个新的虚拟环境,并指定所需的 Python 版本(如 Python 3.7.x),这一步骤有助于隔离不同项目之间的依赖冲突[^3]。 ```bash # 创建名为 tensorflow_env 的新环境 conda create --name tensorflow_env python=3.7 # 激活该环境 conda activate tensorflow_env ``` #### 3. 配置 TensorFlow 及其依赖项 根据目标平台决定是否启用 GPU 支持。如果仅计划运行 CPU-only 计算,则可以直接利用 pip 安装官方发布的预构建二进制文件;而针对需要高性能图形处理单元辅助运算的情况,则应仔细核对所选 TensorFlow-GPU 软件包同特定版本号组合下的兼容性列表。 执行如下指令完成基础框架部署: ```bash # 对于不带GPU支持的标准发行版 pip install tensorflow # 如果要加入NVIDIA显卡驱动优化后的变体形式 pip install tensorflow-gpu==2.1.0 ``` 注意:上述示例中的 `tensorflow-gpu` 是指定了具体次序编号的产品实例化对象名称,在实际操作过程中应当依据个人计算机现有软硬件设施条件作出适当调整。 #### 4. 测试安装成果 最后验证整个流程无误的方法之一就是尝试导入模块到交互式解释会话当中去观察是否存在异常状况发生。 ```python import tensorflow as tf print(tf.__version__) tf.test.is_gpu_available() ``` 以上代码片段用于检查 TensorFlow 是否成功加载以及检测是否有可用的 GPU 设备参与工作进程之中。 ---
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