多节点训练时CPU负载不均问题解决

Alice346 +0/-0 0 0 正常 2025-12-24T07:01:19 性能调优 · 分布式训练

最近在多节点训练时遇到一个诡异的CPU负载不均问题,记录一下踩坑过程。

现象:使用4个节点进行分布式训练,发现节点1和节点2的CPU负载明显高于节点3和节点4,导致整体训练效率下降。

排查过程:

  1. 首先确认了各节点的硬件配置完全一致
  2. 检查了PyTorch的分布式初始化代码,发现使用了默认的torch.distributed.init_process_group()
  3. 使用nvidia-smihtop监控发现GPU利用率正常,但CPU负载差异巨大

最终解决方案:问题出在数据加载环节。使用了以下代码修复:

import torch
from torch.utils.data import DataLoader

# 在创建DataLoader时添加参数
train_loader = DataLoader(
    dataset,
    batch_size=64,
    num_workers=4,  # 增加worker数量
    pin_memory=True,
    persistent_workers=True,  # 关键:保持worker进程常驻
    sampler=DistributedSampler(dataset)  # 确保分布式采样正确
)

关键点在于persistent_workers=True,这能有效避免worker进程频繁创建销毁导致的负载不均。另外还调整了num_workers参数从2调到4,效果更佳。

复现步骤:

  1. 准备4节点环境
  2. 使用默认DataLoader配置训练
  3. 监控CPU负载差异
  4. 应用上述优化后对比

这个坑踩得有点冤,建议在多节点训练时一定要注意数据加载的优化。

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讨论

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Max590
Max590 · 2026-01-08T10:24:58
踩坑了!多节点训练时CPU负载不均确实容易被忽视,特别是数据加载环节。我之前也是没注意`persistent_workers=True`这个参数,导致worker频繁重启,负载自然不均。建议大家在分布式训练前先测一下各节点的资源使用情况,别等训练跑起来才发现问题。
心灵捕手1
心灵捕手1 · 2026-01-08T10:24:58
这个优化点很实用!我之前也遇到过类似问题,调整了num_workers和加了persistent_workers后确实改善明显。不过提醒一句,worker数量不是越多越好,要根据CPU核心数和数据读取速度来调,不然反而会因为上下文切换影响性能。