Pytorch GPU内存占用很高,但是利用率很低如何解决
作者：Golden-sun
1.GPU 占用率，利用率
输入nvidia-smi来观察显卡的GPU内存占用率（Memory-Usage），显卡的GPU利用率（GPU-util）
GPU内存占用率（Memory-Usage） 往往是由于模型的大小以及batch size的大小，来影响这个指标 显卡的GPU利用率（GPU-util） 往往跟代码有关，有更多的io运算，cpu运算就会导致利用率变低。
比如打印loss, 输出图像，等等
这个时候发现，有一块卡的利用率经常跳到1%，而其他三块卡经常维持在70%以上
2.原因分析
当没有设置好CPU的线程数时，Volatile GPU-Util参数是在反复的跳动的，0%，20%，70%，95%，0%。
这样停息1-2 秒然后又重复起来。其实是GPU在等待数据从CPU传输过来，当从总线传输到GPU之后，GPU逐渐起计算来，利用率会突然升高，但是GPU的算力很强大，0.5秒就基本能处理完数据，所以利用率接下来又会降下去，等待下一个batch的传入。
因此，这个GPU利用率瓶颈在内存带宽和内存介质上以及CPU的性能上面。
最好当然就是换更好的四代或者更强大的内存条，配合更好的CPU。
3.解决方法：
（1）为了提高利用率，首先要将num_workers（线程数）设置得体，4,8,16是几个常选的几个参数。本人测试过，将num_workers设置的非常大，例如，24，32,等，其效率反而降低，因为模型需要将数据平均分配到几个子线程去进行预处理，分发等数据操作，设高了反而影响效率。当然，线程数设置为1，是单个CPU来进行数据的预处理和传输给GPU，效率也会低。其次，当你的服务器或者电脑的内存较大，性能较好的时候，建议打开pin_memory打开，就省掉了将数据从CPU传入到缓存RAM里面，再给传输到GPU上；为True时是直接映射到GPU的相关内存块上，省掉了一点数据传输时间。
（2） 另外的一个方法是，在PyTorch这个框架里面，数据加载Dataloader上做更改和优化，包括num_workers（线程数），pin_memory，会提升速度。解决好数据传输的带宽瓶颈和GPU的运算效率低的问题。在TensorFlow下面，也有这个加载数据的设置。
（3） 修改代码（我遇到的问题）
每个iteration 都写文件了，这个就会导致cpu 一直运算，GPU 等待
造成GPU利用率低还有其他原因
1. CPU数据读取更不上：读到内存+多线程+二进制文件（比如tf record）
2. GPU温度过高，使用功率太大：每次少用几个GPU，降低功耗（但是多卡的作用何在？）
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。