没GPU如何学ResNet18？云端按需付费成学生党福音-育师

没GPU如何学ResNet18？云端按需付费成学生党福音

引言：当计算机视觉作业遇上硬件瓶颈

作为计算机视觉课程的经典实验，ResNet18是每个AI学习者必须掌握的里程碑模型。但当你兴冲冲打开实验指导书，却看到"建议使用GPU运行"的提示时，是否感到一阵无力？尤其对于学生群体，动辄上万的显卡价格和学校机房紧张的资源，让深度学习实践成了奢侈品。

我曾辅导过上百名学生完成这个实验，发现硬件门槛是最大的拦路虎。直到发现云端GPU按需付费的方案——就像突然找到了打开深度学习大门的钥匙。本文将手把手教你如何用一杯奶茶的钱，在云端完成ResNet18从训练到推理的全流程实验。

1. 为什么ResNet18需要GPU？

1.1 模型的基本需求

ResNet18虽然被称为"轻量级"网络，但其1100万参数和数十层的结构，对计算资源仍有基本要求：

训练阶段：需要至少4GB显存（batch_size=32时）
推理阶段：需要2GB以上显存
CPU运行：MNIST数据集完整训练需约8小时（i7处理器）

1.2 显存不足的典型报错

如果你尝试在普通笔记本上运行，很可能会遇到这样的错误：

RuntimeError: CUDA out of memory. Tried to allocate 512.00 MiB (GPU 0; 2.00 GiB total capacity; 1.12 GiB already allocated)

2. 云端方案三步走

2.1 选择云平台

推荐使用CSDN星图平台的预置镜像，优势在于： - 已配置好PyTorch+CUDA环境 - 按小时计费（低至1.5元/小时） - 支持Jupyter Notebook交互式操作

2.2 启动实例

登录平台后操作流程： 1. 搜索"PyTorch"基础镜像 2. 选择GPU型号（T4或V100均可） 3. 设置登录密码 4. 点击"立即创建"

等待约2分钟，即可获得一个完整的云端开发环境。

2.3 验证GPU可用性

在Jupyter中运行以下代码检查环境：

import torch print(f"PyTorch版本: {torch.__version__}") print(f"GPU可用: {torch.cuda.is_available()}") print(f"当前设备: {torch.cuda.get_device_name(0)}")

正常输出应类似：

PyTorch版本: 2.0.1 GPU可用: True 当前设备: Tesla T4

3. ResNet18实战教学

3.1 准备数据集

以CIFAR-10为例（适合教学的小型数据集）：

import torchvision from torchvision import transforms transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) trainset = torchvision.datasets.CIFAR10( root='./data', train=True, download=True, transform=transform) trainloader = torch.utils.data.DataLoader( trainset, batch_size=32, shuffle=True)

3.2 模型定义与训练

使用PyTorch内置的ResNet18：

import torch.nn as nn import torch.optim as optim model = torchvision.models.resnet18(pretrained=False) model.fc = nn.Linear(512, 10) # 修改输出层适应CIFAR-10 model = model.cuda() # 将模型移至GPU criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9) for epoch in range(10): # 示例训练10个epoch running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(trainloader, 0): inputs, labels = data inputs, labels = inputs.cuda(), labels.cuda() optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() print(f'Epoch {epoch+1} loss: {running_loss/len(trainloader):.3f}')

3.3 关键参数调整技巧

batch_size：显存不足时减小该值（如32→16）
学习率：初始建议0.001，观察loss变化调整
数据增强：添加随机翻转等提升泛化能力

4. 成本控制与优化建议

4.1 费用估算（以T4为例）

任务类型	预计耗时	费用估算
模型训练	2小时	约3元
模型测试	0.5小时	约0.75元
作业调试	1小时	约1.5元

4.2 省钱技巧

本地写好代码再上传执行
使用torch.save()保存训练好的模型
批量执行多个实验任务
完成立即释放实例

5. 常见问题解决方案

5.1 显存不足怎么办？

减小batch_size（最低可设4）
使用梯度累积技术：

accum_steps = 4 # 累计4个batch再更新 for i, data in enumerate(trainloader): inputs, labels = data.cuda(), labels.cuda() loss = criterion(model(inputs), labels) loss = loss / accum_steps loss.backward() if (i+1) % accum_steps == 0: optimizer.step() optimizer.zero_grad()

5.2 训练速度慢如何优化？

启用cudnn加速：

torch.backends.cudnn.benchmark = True

使用混合精度训练：

scaler = torch.cuda.amp.GradScaler() with torch.cuda.amp.autocast(): outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) scaler.scale(loss).backward() scaler.step(optimizer) scaler.update()