使用或不使用批次实现相同的训练

Question

我在 PyTorch 中有一个模型，在使用标准训练过程时，它可以很好地收敛于参考示例，其中优化器同时对所有样本进行训练：

loss = loss_fnc(samples)

model.optim.zero_grad()
loss.backward()
model.optim.step()

现在模型应该训练更多的内存密集型任务（更多的样本，更大的输入大小），所以我认为这将有助于批量训练。为此，我使用了这个非常标准的方法和 for 循环：

loss_sum = 0

for k_batch in range(0, len(samples), batch_size):

    samples_batch = samples[k_batch:k_batch + batch_size]

    loss = loss_fnc(samples_batch)
    loss_sum += loss*len(samples_batch)

    model.optim.zero_grad()
    loss.backward()

    model.optim.step()

loss_comp = loss_sum/len(samples)

现在，当我跳过此方法中的训练部分并仅计算损失时，得到的

loss_comp

与一次计算所有样本时的结果相同（如上面的方法）。当然，通过批量训练，

loss_comp

会有所不同，因为模型在整个批次中都会发生变化。

现在我面临的问题是，在使用批量训练时，模型不再收敛于我的参考示例。在这两种情况下，样本在训练之前就已随机排序。

由于我只对减少计算所需的内存需求感兴趣，因此在尝试其他操作之前，有没有办法在使用批量而不是“一次性”时真正进行相同的训练？我尝试更改函数，以便只批量计算损失，并在最后完成优化步骤，但我似乎没有让它发挥作用。

据我了解，使用 DataLoader 不会改变与此行为有关的任何内容。

Answer 1

我想我找到了一个非常简单的解决方案。我再次尝试了这种方法，在批量计算过程中对

loss

进行了总结，但最后只训练了一次。之前，我一定在

loss

数据类型方面做错了什么，所以我现在用第一批

loss

初始化它，以确保正确的类型：

for k_batch in range(0, len(samples), batch_size):

    samples_batch = samples[k_batch:k_batch + batch_size]

    loss = loss_fnc(samples_batch)
    if k_batch == 0:
        loss_sum = loss*len(samples_batch)
    else:
        loss_sum += loss*len(samples_batch)

loss = loss_sum/len(samples)

model.optim.zero_grad()
loss.backward()
model.optim.step()

当我现在将

loss

与参考

loss

（来自“一次性”训练）进行比较时，值是相等的。作为梯度函数，参考

loss

具有

MseLossBackward0

，而这些批次新计算的损失具有

DivBackward0

。尽管如此，无论是否使用批次，以下训练似乎都是相同的。