01.浅谈深度学习中Batch_size的大小对模型训练的影响

  • 提高内存利用率以及大矩阵乘法的并行化效率;
  • 跑完一次epoch(全数据集)所需要的 迭代次数减少,对相同的数据量,处理速度比小的Batch_size要更快;
  • 在一定范围内,一般来说Batch_size越大,其确定的下降方向越准,引起的训练震荡越小

  • 提高了内存利用率,但 内存容量可能撑不住

  • 跑完一次epoch所需的迭代次数变小,但想要达到相同的精度,其所花费的时间大大增加,从而对参数的修正也显得更加缓慢。
  • Batch_size增大到一定程度,其确定的下降方向已经基本不再变化(会影响随机性的引入)

数据集比较小时使用, 好处是

  • 由全数据集确定的方向能够更好地代表样本总体,从而更准确地朝向极值所在的方向;
  • 由于不同权重的梯度值差别巨大,因此选择一个全局的学习率很困难。Full Batch Learning可以使用Rprop只基于梯度符号并且针对性单独更新各权值。

在更 大的数据集上使用的话,好处会变成 坏处

  • 随着数据集的海量增长和内存限制,一次性载入所有的数据进来变得越来越不可行;
  • 以Rprop的方式迭代,会由于各个Batch之间的采样差异性,各次梯度修正值相互抵消,无法修正。

Batch_size=1,也就是每次只训练一个样本。这就是在线学习(Online Learning)。理论上说batch_size=1是最好的,不过实际上调的时候,会出现batch_size太小导致网络收敛不稳定,最后结果比较差。

这是因为线性神经元在均方误差代价函数的错误面是一个抛物面,横截面是椭圆。对于多层神经元,非线性网络,在局部依然近似是抛物面。使用在线学习,每次修正方向以各自样本的梯度方向修正,难以达到收敛。

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一般而言,根据GPU显存,设置为最大,而且一般要求是8的倍数(比如16,32,64),GPU内部的并行计算效率最高。
或者选择一部分数据,设置几个8的倍数的Batch_Size,看看loss的下降情况,再选用效果更好的值。

batch_size设的大一些,收敛得快,也就是需要训练的次数少,准确率上升的也很稳定,但是实际使用起来精度不高;
batch_size设的小一些,收敛得慢,可能准确率来回震荡,因此需要把基础学习速率降低一些,但是实际使用起来精度较高。

Original: https://blog.csdn.net/poowicat/article/details/124733413
Author: poowicat
Title: 01.浅谈深度学习中Batch_size的大小对模型训练的影响

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