pytorch并行计算,显存溢出问题之torch并行问题解决办法

本文解决了一个在使用PyTorch模型时遇到的显存超出问题,即使显存仍有大量空间。问题根源在于多GPU环境下,特定GPU内存不足导致模型加载失败。通过调整模型加载代码,指定使用具有足够显存的GPU,成功解决了问题。

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使用的是torch模型,遇到一个显存超出报错问题,信息如下:

  File "/home/wangcf/anaconda3/envs/py36/lib/python3.6/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 443, in to
    return self._apply(convert)
  File "/home/wangcf/anaconda3/envs/py36/lib/python3.6/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 203, in _apply
    module._apply(fn)
  File "/home/wangcf/anaconda3/envs/py36/lib/python3.6/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 203, in _apply
    module._apply(fn)
  File "/home/wangcf/anaconda3/envs/py36/lib/python3.6/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 225, in _apply
    param_applied = fn(param)
  File "/home/wangcf/anaconda3/envs/py36/lib/python3.6/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 441, in convert
    return t.to(device, dtype if t.is_floating_point() else None, non_blocking)
RuntimeError: CUDA error: out of memory

但是此时显存可以查看到还有很多空间,明显不是显存不够,那是哪里出问题了?
显卡信息
我试过更换其他同类型模型,完全没有问题,可以跑通,但是换回来就又是显存溢出,那么肯定不是模型超大的问题了(模型确实不大),一度怀疑是模型损坏,但是经过检查,可以正常进行模型推理,那也不是损坏问题了。
这时脑子灵光一闪,是不是因为多显卡的问题,于是乎,改了一行code:

model.load_state_dict(torch.load(args.model_path, map_location='cuda:0'))

你没有看错,是显卡的分配问题,训练时使用的是4张显卡,而在使用的时候有一张显卡内存是不够用的,所以导致模型加载失败,那么只要让一张显卡加载模型即可。

### 解决 PyTorch DataParallel 模式下的显存溢出问题 当遇到 PyTorch 的 `DataParallel` 模式下显存不足的情况时,有多种策略可以帮助缓解这一问题。以下是几种有效的解决方案: #### 使用混合精度浮点数 (FP16) 采用 FP16 可显著减少模型所需的显存量。通过使用自动混合精度工具如 `torch.cuda.amp.autocast()` 和梯度缩放器 `GradScaler` 来实现这一点[^2]。 ```python from torch.cuda.amp import GradScaler, autocast scaler = GradScaler() for input, target in data_loader: optimizer.zero_grad() with autocast(): output = model(input) loss = loss_fn(output, target) scaler.scale(loss).backward() scaler.step(optimizer) scaler.update() ``` #### 减少批量大小 (Batch Size) 降低每次迭代处理的数据量可以直接减轻 GPU 显存的压力。虽然这可能会影响训练速度和最终性能,但在资源有限的情况下是一个可行的选择。 #### 实现分布式数据并行 (Distributed Data Parallel) 相比于 `DataParallel`,`DistributedDataParallel` 提供更高效的多卡训练机制,并能更好地管理每张卡片上的资源分配[^3]。 ```python import torch.distributed as dist from torch.nn.parallel import DistributedDataParallel as DDP def setup(rank, world_size): dist.init_process_group("nccl", rank=rank, world_size=world_size) ... model = YourModel().to(rank) ddp_model = DDP(model, device_ids=[rank]) ``` #### 应用渐进式加载技术 对于非常大的模型或输入尺寸较大的情况,考虑分批次读取部分参数或将某些层移动到 CPU 上计算后再传回 GPU 完成剩余运算。 #### 调整优化算法及其超参设置 适当调整学习率、启用梯度裁剪等措施有助于稳定训练过程中的数值表现,从而间接帮助控制显存消耗[^4]. ```python optimizer = optim.AdamW(model.parameters(), lr=0.001) scheduler = StepLR(optimizer, step_size=30, gamma=0.1) # Apply gradient clipping to prevent exploding gradients nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), max_norm=1.0) ```
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