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PyTorch中在反向传播前要手动将梯度清零

作者:互联网

目的:手动清零可以让使用者自由选择梯度清零的时机,具有更高的灵活性。例如选择训练每N个batch后再进行梯度更新和清零,这相当于将原来的batch_size扩大为N×batch_size.因为原先是每个batch_size训练完后直接更新,而现在变为N个batch_size训练完才更新,相当于将N个batch_size合为了一组。这样可以让使用者使用较低的配置,跑较高的batch_size.
 

1、传统的训练函数,一个batch是这么训练的:

for i, (image, label) in enumerate(train_loader):
    # 1. input output
    pred = model(image)
    loss = criterion(pred, label)

    # 2. backward
    optimizer.zero_grad()   # reset gradient
    loss.backward()
    optimizer.step()            
  1. 获取 loss和预测值:输入图像和标签,通过infer计算得到预测值,计算损失函数;
  2. optimizer.zero_grad() 清空过往梯度;
  3. loss.backward() 反向传播,计算当前梯度;
  4. optimizer.step() 根据梯度更新网络参数

简单的说就是进来一个 batch 的数据,计算一次梯度,更新一次网络

2、使用梯度累加:

for i,(image, label) in enumerate(train_loader):
    # 1. input output
    pred = model(image)
    loss = criterion(pred, label)

    # 2.1 loss regularization
    loss = loss / accumulation_steps  
 
    # 2.2 back propagation
    loss.backward()

    # 3. update parameters of net
    if (i+1) % accumulation_steps == 0:
        # optimizer the net
        optimizer.step()        # update parameters of net
        optimizer.zero_grad()   # reset gradient
  1. 获取 loss和预测:输入图像和标签,通过infer计算得到预测值,计算损失函数;
  2. loss.backward() 反向传播,计算当前梯度;
  3. 多次循环步骤 1-2,不清空梯度,使梯度累加在已有梯度上;
  4. 梯度累加了一定次数后,先optimizer.step() 根据累计的梯度更新网络参数,然后optimizer.zero_grad() 清空过往梯度,为下一波梯度累加做准备;

总结来说:梯度累加就是,每次获取1个batch的数据,计算1次梯度,梯度不清空,不断累加,累加一定次数后,根据累加的梯度更新网络参数,然后清空梯度,进行下一次循环。

一定条件下,batchsize 越大训练效果越好,梯度累加则实现了 batchsize 的变相扩大,如果accumulation_steps 为 8,则batchsize '变相' 扩大了8倍,是我们这种乞丐实验室解决显存受限的一个不错的trick,使用时需要注意,学习率也要适当放大。

标签:loss,前要,梯度,batch,累加,PyTorch,optimizer,清零,size
来源: https://blog.csdn.net/weixin_47547293/article/details/122484040