N个任务,分配给M个人,那么每个人得到的任务数量----总结经验

本文详细解析了如何根据N/M计算每个人的任务数量,并介绍了N%M在任务分配中的实际应用,提供了深入理解算法逻辑的洞察。

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1.每个人得到的任务数量
    N/M
2.最后一个人的任务加上
    N%M

 

转载于:https://www.cnblogs.com/duwenlei/p/3682517.html

<think>我们正在讨论PyTorch的DataLoader中num_workers的设置问题,特别是针对具有20个vCPU的AMDEPYC764248核处理器。用户的问题集中在两个方面:1.num_workers的设置是否基于CPU核心数?2.对于给定的处理器,如何合理配置num_workers以优化性能?首先,回顾核心知识:num_workers指的是用于数据加载的子进程数量,这些进程在CPU上运行,与GPU无关。它控制着数据预取和预处理的并行程度。现在,针对用户的具体硬件:AMDEPYC7642是一款48核处理器,但用户提到有20个vCPU。这里需要明确:-vCPU(虚拟CPU)通常是在虚拟化环境或云实例中看到的逻辑核心。20个vCPU意味着操作系统将看到20个逻辑处理器。-尽管物理核心是48个,但可用的逻辑核心是20个(可能是由于资源分配、虚拟机配置等原因)。因此,我们的配置基础应该是20个逻辑核心(vCPU),而不是物理核心数。###设置原则:1.**基准值**:通常num_workers设置为逻辑核心数的一部分,而不是全部。这是因为我们不仅需要为数据加载预留资源,还要为训练过程(包括前向传播、反向传播)和其他系统任务预留资源。2.**经验范围**:一般推荐在$[\frac{1}{4}\text{核心数},\text{核心数}]$之间,常用设置是$\frac{\text{核心数}}{2}$到$\text{核心数}$之间。3.**避免过高**:设置过高的num_workers会导致:-内存使用过多(每个worker都需要独立的内存空间存储数据)-进程切换开销增加-可能引发磁盘I/O争用###针对20vCPU的推荐:-**初始设置**:10(即核心数的一半)是一个安全的起点。-**可尝试提高**:如果内存足够且磁盘I/O性能良好(例如使用SSD),可以尝试提高到15-20。但要注意,当设置超过核心数(例如20以上)时可能会因为进程切换开销而降低性能。-**下限设置**:如果内存紧张或磁盘较慢(例如HDD),可以从5(约1/4核心数)开始。###数学优化模型:设$C$为可用vCPU数量(这里$C=20$),则最优num_workers$n^*$满足:$$n^*=\arg\min_{n\in[1,C]}\left(\text{data\_loading\_time}(n)+\text{training\_time}\right)$$其中,$\text{data\_loading\_time}(n)$随着$n$增加而递减(并行优势),但当$n$接近$C$时会因资源竞争而回升。###验证方法:我们可以通过实验来找到最佳值。示例代码:```pythonimporttime,osfromtorch.utils.dataimportDataLoader#假设已有train_dataset定义cpu_count=os.cpu_count()#但注意:在虚拟环境中os.cpu_count()返回的是vCPU数(这里是20?)print(f"AvailablevCPUs:{cpu_count}")#测试不同num_workers的耗时timings=[]forninrange(0,cpu_count*2+1,2):#测试0到2倍核心数(步长为2)loader=DataLoader(dataset=train_dataset,batch_size=456,shuffle=True,num_workers=n,#当前测试的n值pin_memory=True)start=time.time()#模拟一个epoch的数据加载forbatchinloader:pass#不做实际计算,只测试数据加载timings.append(time.time()-start)#找出最小耗时对应的n值optimal_n=2*timings.index(min(timings))#因为我们步长为2,所以需要转换print(f"Optimalnum_workers:{optimal_n}")```###结果分析:-运行上述代码,选择在测试集上耗时最小的$n$作为最优值。-注意:由于磁盘I/O、内存速度等因素,实际最优值可能低于理论值。###总结建议:对于20vCPU的AMDEPYC7642处理器:1.初始设置:$n=10$2.如果内存充足(>128GB)且使用SSD:尝试$n=15$或$n=20$3.使用HDD时:建议$n=5$到$n=10$4.通过实验最终确定最佳值。###注意:-当使用$n>0$时,确保主程序有足够资源(至少预留1-2个核心),避免与训练进程争抢资源。-监控内存使用情况,避免因num_workers过高导致OOM(OutofMemory)错误[^4]。§§相关问题§§1.如何监控DataLoader子进程的内存消耗?2.在使用混合精度训练时,num_workers的设置有何不同?3.数据预处理复杂度(如图像增强)如何影响num_workers的选择?</think> ### `num_workers`设置与CPU核心数的关系及20 vCPU AMD EPYC处理器的优化配置 `num_workers`的设置**完全基于CPU核心数**(与GPU无关),其本质是控制数据加载的并行进程数量。以下是针对20 vCPU AMD EPYC 7642处理器的配置指南: --- #### 1. **核心关系公式与基准值** 设$C$为可用CPU核心数(此处$C=20$),则最优`num_workers`满足: $$n^* \in \left[ \max\left(1, \frac{C}{4}\right), \min\left(C, \frac{2}{3} \times \text{可用内存系数}\right) \right]$$ - **物理约束**:每个worker需独立内存副本,若单batch内存为$M$,则总内存需求为$n \times M$ - **经验基准**:$n = \frac{C}{2}$(20 vCPU时初始值$n=10$) --- #### 2. **AMD EPYC 7642 (20 vCPU) 推荐配置** | 场景 | 推荐值 | 科学依据 | |------|--------|----------| | **初始安全值** | 8-10 | 留出资源给训练主进程:$n = C \times 0.5$ | | **SSD存储优化** | 12-15 | 并行I/O优势:$n = C \times 0.75$ [^1] | | **HDD存储或小内存** | 4-6 | 避免磁盘争抢:$n = C \times 0.3$ | | **极端数据增强** | 16-18 | 计算密集型预处理:$n = C \times 0.9$ [^4] | --- #### 3. **验证实验代码** ```python import time, os import matplotlib.pyplot as plt cpu_count = 20 # AMD EPYC 20 vCPU results = {} for n in [0, 4, 8, 10, 12, 15, 18, 20]: # 测试关键值 train_loader = DataLoader( dataset=train_dataset, batch_size=456, num_workers=n, # 当前测试值 pin_memory=True ) epoch_time = 0 for _ in range(3): # 3次测量取平均 start = time.perf_counter() for _ in train_loader: pass # 模拟实际训练 epoch_time += (time.perf_counter()-start)/3 results[n] = epoch_time print(f"num_workers={n}: {epoch_time:.2f}s") # 可视化最优值 plt.plot(results.keys(), results.values(), 'o-') plt.xlabel('num_workers'); plt.ylabel('Epoch Time (s)') plt.axvline(x=10, color='r', linestyle='--') # 理论最优位置 ``` --- #### 4. **动态调节策略** 当$C=20$时: $$n_{\text{final}} = \begin{cases} 10 & \text{默认场景} \\ \min(15, \text{SSD\_IOPS}/10000) & \text{高速存储} \\ \max(4, 20 - \text{GPU数量} \times 2) & \text{多GPU训练} \end{cases}$$ > **监控指标**:若GPU利用率<70%且`num_workers`已>12,需检查内存带宽瓶颈[^5] --- #### 5. **配置陷阱警告** - **超核风险**:$n>20$将触发进程争抢,延迟增加$ \propto n^2 $ - **内存爆炸**:设单batch内存为2GB时,$n=20$需40GB+缓冲内存 - **虚拟化损耗**:vCPU需验证实际物理核心绑定情况(`lscpu -p`) ---
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