Horovod训练过程资源监控

柠檬微凉 +0/-0 0 0 正常 2025-12-24T07:01:19 资源监控 · 分布式训练

Horovod训练过程资源监控

在多机多卡分布式训练中,实时监控资源使用情况对于性能优化至关重要。本文将介绍如何通过Horovod框架进行有效的资源监控。

基础配置

首先,确保安装了必要的依赖:

pip install horovod torch torchvision

监控脚本实现

import horovod.torch as hvd
import torch
import torch.nn as nn
import time
import psutil
import os

class ResourceMonitor:
    def __init__(self):
        self.gpu_stats = {}
        
    def get_gpu_info(self):
        # 获取GPU使用率
        try:
            import pynvml
            pynvml.nvmlInit()
            device_count = pynvml.nvmlDeviceGetCount()
            for i in range(device_count):
                handle = pynvml.nvmlDeviceGetHandleByIndex(i)
                util = pynvml.nvmlDeviceGetUtilizationRates(handle)
                memory = pynvml.nvmlDeviceGetMemoryInfo(handle)
                self.gpu_stats[f'GPU_{i}'] = {
                    'utilization': util.gpu,
                    'memory_util': memory.used / memory.total * 100
                }
        except ImportError:
            print("pynvml not available")
    
    def get_cpu_info(self):
        cpu_percent = psutil.cpu_percent(interval=1)
        memory_info = psutil.virtual_memory()
        return {
            'cpu_percent': cpu_percent,
            'memory_percent': memory_info.percent
        }

# 初始化监控器
monitor = ResourceMonitor()

def train_with_monitoring():
    # 初始化Horovod
    hvd.init()
    
    # 设置GPU
    torch.cuda.set_device(hvd.local_rank())
    
    # 创建模型和数据
    model = nn.Linear(100, 10).cuda()
    optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)
    
    # 在训练循环中加入监控
    for epoch in range(10):
        # 执行训练步骤
        optimizer.zero_grad()
        # 模拟训练过程
        output = model(torch.randn(32, 100).cuda())
        loss = output.sum()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        
        # 每5个epoch监控一次资源使用情况
        if epoch % 5 == 0 and hvd.rank() == 0:
            monitor.get_gpu_info()
            cpu_info = monitor.get_cpu_info()
            print(f"Epoch {epoch} - CPU: {cpu_info['cpu_percent']}% | Memory: {cpu_info['memory_percent']}%")
            for gpu, stats in monitor.gpu_stats.items():
                print(f"{gpu}: Utilization {stats['utilization']}% | Memory {stats['memory_util']:.1f}%")

if __name__ == "__main__":
    train_with_monitoring()

运行命令

horovodrun -np 4 -H localhost:4 python monitor_training.py

关键优化点

  1. GPU利用率监控:实时跟踪各GPU的计算和内存使用率
  2. CPU资源分配:监控主进程CPU占用情况
  3. 内存使用分析:识别内存瓶颈

通过这样的监控机制,可以有效定位性能瓶颈并进行针对性优化。

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讨论

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WetSweat
WetSweat · 2026-01-08T10:24:58
Horovod监控要结合pynvml和psutil,但别忘了在多节点环境里统一采集GPU状态,否则容易出现资源瓶颈误判。
SillyJulia
SillyJulia · 2026-01-08T10:24:58
实际训练中建议每30秒采样一次资源数据,避免频繁调用系统API影响训练性能,可配合TensorBoard做可视化追踪。