【PyTorch如何实现CPU、GPU相互转换?】

文章讲述了在PyTorch中如何将计算从CPU切换到GPU,包括定义device对象、使用.cuda()方法以及将模型和数据转移至GPU。同时提到了GPU到CPU的切换使用.Tensor.cpu()方法,并建议避免直接使用.data.cuda(),以防止可能的错误。
部署运行你感兴趣的模型镜像

问题的提出

写代码时非常困惑,明明下载了cuda支持包和PyTorch-GPU版本,进行NN和CNN时却是用CPU在进行计算(CPU利用率超90%,GPU利用率不到5%),如下图:
在这里插入图片描述
首先我检查了PyTorch是否安装成功,输入命令print(torch.cuda.is_available()),返回值为True,说明PyTorch是安装成功了,这可让我有点捉急。

看了许多文章终于解决了深度学习时CPU和GPU之间切换的问题,以下是一些总结。

1.CPU_to_GPU——定义device对象

深度学习前,可以调用torch.device函数定义当前设备,如要使用GPU计算 输入‘cuda’,使用CPU计算则输入‘cpu’。

为了以防万一,加上if判断语句,利用torch.cuda.is_available()对当前环境是否成功安装GPU版本的Pytorch进行判断,如果成功安装则选择GPU进行计算,否则CPU,代码如下:

device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

反之,也可GPU_to_CPU。

如果成功安装GPU版本的Pytorch,返回值为True,相反为False。接下来,需要使用Tensor.to(device)方法进行切换操作:

  • 将Tensor数据转入GPU:
x_train,y_train,x_valid,y_valid = map(torch.tensor,(x_train,y_train,x_valid,y_valid))
x_train = x_train.to(device)
y_train = y_train.to(device)
x_valid = x_valid.to(device)
y_valid = y_valid.to(device)
  • 别忘了将model也转入GPU:
model = model.to(device)

2.CPU_to_GPU——.cuda()方法

我们可以直接使用Tensor.cuda()方法将张量用GPU调用

# 数据用GPU调用
data = data.cuda()
target = target.cuda()
# 将model用GPU调用
net = CNN()
net = net.cuda()

3.GPU_to_CPU——.cpu

结束GPU计算后,需要转换回CPU调用模式才能进行相应的数值numpy计算,否则有可能报错,切换格式为Tensor.cpu()。

print(100. * train_r[0].cpu().numpy() / train_r[1])

End

问题就解决了:
在这里插入图片描述

补充:

尽量直接避免使用data.cuda() ,可能会报错,建议使用data = data.cuda()

您可能感兴趣的与本文相关的镜像

PyTorch 2.8

PyTorch 2.8

PyTorch
Cuda

PyTorch 是一个开源的 Python 机器学习库,基于 Torch 库,底层由 C++ 实现,应用于人工智能领域,如计算机视觉和自然语言处理

<think>我们之前已经讨论了如何检查张量的设备位置,现在用户询问如何将PyTorch张量从GPU迁移到CPU。这是一个常见的操作,特别是在需要将计算结果从GPU取回到CPU进行进一步处理(如使用NumPy)或可视化时。 根据PyTorch的设计,我们可以使用`.to()`方法或`.cpu()`方法来实现。 具体方法如下: 1. **使用`.to('cpu')`方法**: 这是最通用的方法,可以指定目标设备为CPU。 ```python gpu_tensor = torch.tensor([1, 2, 3], device='cuda') # 创建一个在GPU上的张量 cpu_tensor = gpu_tensor.to('cpu') # 迁移到CPU ``` 2. **使用`.cpu()`方法**: 这是一个简便方法,专门用于将张量移动到CPU。 ```python cpu_tensor = gpu_tensor.cpu() ``` 两种方法都会返回一个新的张量(除非使用`inplace`操作,但这两个方法默认都不支持inplace),原始张量不会改变。 注意:如果张量已经在CPU上,调用`.cpu()`不会产生任何效果,也不会报错。 示例代码: ```python import torch # 检查CUDA是否可用 if torch.cuda.is_available(): # 创建GPU张量 tensor_gpu = torch.tensor([1.0, 2.0, 3.0]).cuda() print("原始张量设备:", tensor_gpu.device) # cuda:0 # 方法1: 使用.to('cpu') tensor_cpu1 = tensor_gpu.to('cpu') print("方法1迁移后设备:", tensor_cpu1.device) # cpu # 方法2: 使用.cpu() tensor_cpu2 = tensor_gpu.cpu() print("方法2迁移后设备:", tensor_cpu2.device) # cpu else: print("CUDA不可用,无法演示迁移") ``` 注意:当张量在CPU上时,我们可以将其转换为NumPy数组,因为PyTorchCPU张量和NumPy数组共享内存。但是,GPU张量不能直接转换为NumPy数组,必须先移动到CPU。 例如: ```python # 将CPU张量转换为NumPy数组 numpy_array = tensor_cpu1.numpy() ``` 另外,在迁移过程中,如果涉及梯度(例如在训练过程中),请注意: - 迁移操作不会影响梯度计算图,但迁移后的张量将不再与原始计算图关联(因为创建了新的张量)。 - 如果需要保留梯度,可以使用`.detach()`方法(通常在迁移前进行分离,以避免不必要的梯度计算开销)。 因此,在迁移后,如果不需要梯度,通常我们会这样做: ```python # 分离梯度并迁移到CPU tensor_cpu_no_grad = tensor_gpu.detach().cpu() ``` 这样,我们得到了一个没有梯度信息的CPU张量,可以安全地用于不需要梯度的操作(如可视化或保存为文件)。 最后,我们还可以使用上下文管理器来临时将张量放在CPU上,但这通常用于模型部署或推理阶段,而不是单个张量的迁移。 总结:两种方法都可以,根据个人习惯选择。`.cpu()`更简洁,而`.to(device)`更通用(可以在不同设备间灵活迁移)。 相关问题: 1. 如何将PyTorch张量从CPU迁移到GPU? 2. 迁移张量设备位置时如何正确处理梯度? 3. 为什么需要将张量从GPU迁移到CPU? 4. 迁移张量设备位置会影响计算性能吗? 5. 如何检查PyTorch张量当前的设备位置?</think>### 如何将 PyTorch 张量从 GPU 迁移到 CPUPyTorch 中,将张量从 GPU 迁移到 CPU深度学习工作流中的常见操作,特别是在需要将计算结果与 CPU 专用库(如 NumPy)交互或进行可视化时[^2]。以下是两种核心方法: #### 方法 1:使用 `.to()` 方法(推荐) ```python import torch # 创建 GPU 张量 gpu_tensor = torch.tensor([1, 2, 3]).cuda() # 或 .to('cuda') # 迁移到 CPU cpu_tensor = gpu_tensor.to('cpu') # 或 .to(torch.device('cpu')) # 验证设备 print(cpu_tensor.device) # 输出: cpu ``` #### 方法 2:使用 `.cpu()` 方法 ```python # 直接迁移到 CPU cpu_tensor = gpu_tensor.cpu() # 验证设备 assert cpu_tensor.device.type == 'cpu' ``` #### 关键注意事项: 1. **梯度保留**: ```python # 迁移时保留梯度信息 gpu_tensor.requires_grad = True cpu_tensor = gpu_tensor.to('cpu') print(cpu_tensor.requires_grad) # True ``` 2. **与 NumPy 互操作**: ```python # 迁移后可直接转为 NumPy 数组 numpy_array = cpu_tensor.numpy() ``` 3. **性能影响**: - GPUCPU 迁移会触发设备间数据传输 - 避免在训练循环中频繁迁移 - 批量迁移比单张量迁移更高效 4. **错误处理**: ```python try: cpu_tensor = gpu_tensor.to('cpu') except RuntimeError as e: print(f"迁移失败: {e}") ``` #### 完整工作流示例: ```python # 创建 GPU 张量 if torch.cuda.is_available(): gpu_tensor = torch.randn(3, 3).cuda() print(f"原始设备: {gpu_tensor.device}") # cuda:0 # 迁移到 CPU cpu_tensor = gpu_tensor.to('cpu') # 可视化处理 plt.imshow(cpu_tensor.numpy()) plt.title("CPU 处理的可视化结果") plt.show() else: print("CUDA 不可用[^3]") ``` ### 迁移原理 当执行迁移操作时,PyTorch 会: 1. 在目标设备(CPU)上分配新内存 2. 将数据从 GPU 显存复制到 CPU 内存 3. 返回新的 CPU 张量(原始 GPU 张量保持不变) 4. 保持梯度计算图的完整性(如果张量需要梯度) ### 相关问题 1. 如何将 PyTorch 模型从 GPU 整体迁移到 CPU? 2. GPUCPU 迁移的性能瓶颈如何优化? 3. 迁移后的张量如何正确转换为 NumPy 数组? 4. 多 GPU 环境下如何指定源设备进行迁移? 5. 为什么某些操作要求张量必须在 CPU 上执行?
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

星未漾~

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值