AUTOGRAD MECHANICS(自动求导机制)

Excluding subgraphs from backward(反向排除子图)

每个张量都有一个标志:requires_grad,允许从梯度计算中细致地排除子图,并可以提高效率。

requires_grad

只要有单个输入进行梯度计算操作,则其输出也需要梯度计算。相反,只有当所有输入都不需要计算梯度时,输出才不需要梯度计算。如果其中所有的张量都不需要进行梯度计算,后向计算不会在子图中执行。

 # requires_grad=False by default.
>>> z = torch.randn((5, 5), requires_grad=True)

当你想要冻结部分模型或者事先知道不会使用某些参数的梯度时,这个requires_grad标志非常有用。例如,如果要微调预训练的CNN,只需在冻结的基础中切换requires_grad标志就够了,并且直到计算到达最后一层,才会保存中间缓冲区,,其中仿射变换将使用所需要梯度的权重 ,网络的输出也需要它们。

model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True)
for param in model.parameters():
    param.requires_grad = False
# Replace the last fully-connected layer
# Parameters of newly constructed modules have requires_grad=True by default
model.fc = nn.Linear(512, 100)

# Optimize only the classifier
optimizer = optim.SGD(model.fc.parameters(), lr=1e-2, momentum=0.9)

自动求导是如何记录编码历史的

自动求导是反向自动分化系统。从概念上讲,自动求导会记录一个图形,记录在执行操作时创建数据的所有操作,为您提供有向无环图,其叶子是输入张量,根节点是输出张量。通过从根到叶跟踪此图,您可以使用链法则自动计算梯度。

在内部,autograd将此图表示为Function对象(实际表达式)的图形,可以用来计算评估图形的结果。 当计算前向传播时,自动求导同时执行所请求的计算并建立表示计算梯度的函数的图形(每个torch.Tensor.grad_fn属性是该图的入口点)。当前向传播完成时,我们在后向传播中评估该图以计算梯度。

需要注意的一点是,在每次迭代时都会从头开始重新创建计算图,这正是允许使用任意Python控制流语句的原因,它可以在每次迭代时更改图形的整体形状和大小。 在开始训练之前,不必编码所有可能的路径 - 您运行的是您所区分的部分(what you run is what you differentiate.)。
Comment: 动态图

使用autograd进行in-place操作

在autograd中支持in-place操作是一件很难的事情,大多数情况下,我们不鼓励使用它们。Autograd积极的缓冲区释放和重用使其非常高效,实际上在in-place操作会大幅降低内存使用量的情况也非常少。除非在巨大的内存压力下运行,否则你可能永远不需要使用它们。

限制in-place操作适用性的主要原因有两个:

  1. 这个操作可能会覆盖梯度计算所需的值。
  2. 实际上,每个in-place操作需要重写计算图。out-of-place版本只是分配新对象并保留对旧图的引用,而in-place操作则需要将所有输入的creator更改为表示此操作的Function。这就比较麻烦,特别是如果有许多变量引用同一存储(例如通过索引或转置创建的),并且如果被修改输入的存储被任何其他张量引用,这样的话,in-place函数会抛出错误。

Comment: 使用relu时,常见做法:nn.ReLU(inplace=True) 。在forward()中经常使用x=self.conv1(x)达到in-place操作,可以减少GPU占用。但是不要使用+=,-=in-place操作,会引发错误。

In-place正确性检查

每一个张量都有一个版本计算器,每次在任何操作中标记都会递增。 当Function保存任何用于后向传播的张量时,也会保存包含张量的版本计数器。一旦访问self.saved_tensors后,它将被检查,如果它大于保存的值,则会引发错误。这可以确保如果您使用in-place函数而没有看到任何错误,则可以确保计算出的梯度是正确的。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,324评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,356评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,328评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,147评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,160评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,115评论 1 296
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,025评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,867评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,307评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,528评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,688评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,409评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,001评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,657评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,811评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,685评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,573评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容