在英特尔独立显卡上训练TensorFlow模型

文章作者：武卓，张晶

本文将基于蝰蛇峡谷(Serpent Canyon) 详细介绍如何在英特尔独立显卡上训练 TensorFlow 模型的全流程。

1.1 英特尔® 锐炫™ 独立显卡简介

英特尔® 锐炫™ 显卡基于 Xe-HPG 微架构，Xe HPG GPU 中的每个 Xe 内核都配置了一组 256 位矢量引擎，旨在加速传统图形和计算工作负载，以及新的 1024 位矩阵引擎或 Xe 矩阵扩展，旨在加速人工智能工作负载。

1.2 蝰蛇峡谷简介

蝰蛇峡谷(Serpent Canyon) 是一款性能强劲，并且体积小巧的高性能迷你主机，搭载全新一代混合架构的第 12 代智能英特尔® 酷睿™ 处理器，并且内置了英特尔® 锐炫™ A770M 独立显卡。

搭建训练 TensorFlow 模型的开发环境，Windows 版本要求

训练 TensorFlow 所依赖的软件包 TensorFlow-DirectML-Plugin 包要求：

Windows 10的版本≥1709

Windows 11的版本≥21H2

用“Windows logo 键+ R键”启动“运行”窗口，然后输入命令“winver”可以查得Windows版本。

下载并安装最新的英特尔显卡驱动

到英特尔官网下载并安装最新的英特尔显卡驱动。驱动下载链接：

https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/download/726609/intel-arc-iris-xe-graphics-whql-windows.html

下载并安装Anaconda

下载并安装 Python 虚拟环境和软件包管理工具Anaconda：

https://www.anaconda.com/

安装完毕后，用下面的命令创建并激活虚拟环境tf2_a770：

conda create --name tf2_a770 python=3.9conda activate tf2_a770

安装TensorFlow2

在虚拟环境 tf2_a770 中安装 TensorFlow 2.10。需要注意的是：tensorflow-directml-plugin软件包当前只支持TensorFlow 2.10。

pip install tensorflow-cpu==2.10

安装 tensorflow-directml-plugin

在虚拟环境 tf2_a770 中安装 tensorflow-directml-plugin，这是一个在 Windows 平台上的机器学习训练加速软件包。

  // @brief 加载推理数据        // @param input_node_name 输入节点名        // @param input_data 输入数据数组        public void load_input_data(string input_node_name, float[] input_data) {            ptr = NativeMethods.load_input_data(ptr, input_node_name, ref input_data[0]);        }        // @brief 加载图片推理数据        // @param input_node_name 输入节点名        // @param image_data 图片矩阵        // @param image_size 图片矩阵长度        public void load_input_data(string input_node_name, byte[] image_data, ulong image_size, int type) {            ptr = NativeMethods.load_image_input_data(ptr, input_node_name, ref image_data[0], image_size, type);        }

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到此，在 Windows 平台上用英特尔独立显卡训练 TensorFlow 模型的开发环境配置完毕。

在英特尔独立显卡上训练 TensorFlow 模型

下载并解压 flower 数据集

用下载器(例如，迅雷)下载并解压 flower 数据集，下载链接：

https://storage.googleapis.com/download.tensorflow.org/example_images/flower_photos.tgz

下载训练代码启动训练

请下载 tf2_training_on_A770.py 并放入 flower_photos 同一个文件夹下运行。链接：

https://gitee.com/ppov-nuc/training_on_intel_GPU/blob/main/tf2_training_on_A770.py

from pathlib import Pathimport tensorflow as tfdata_dir  = Path("flower_photos")image_count = len(list(data_dir.glob('*/*.jpg')))print("Number of image files:", image_count)# 导入Flower数据集train_ds = tf.keras.utils.image_dataset_from_directory(data_dir, validation_split=0.2,  subset="training", seed=123, image_size=(180, 180), batch_size=32)val_ds = tf.keras.utils.image_dataset_from_directory(data_dir, validation_split=0.2, subset="validation", seed=123, image_size=(180, 180), batch_size=32)# 启动预取和数据缓存train_ds = train_ds.cache().shuffle(1000).prefetch(buffer_size=tf.data.AUTOTUNE)val_ds = val_ds.cache().prefetch(buffer_size=tf.data.AUTOTUNE)# 创建模型model = tf.keras.Sequential([  tf.keras.layers.Rescaling(1./255),  tf.keras.layers.Conv2D(16, 3, padding='same', activation='relu'),  tf.keras.layers.MaxPooling2D(),  tf.keras.layers.Conv2D(32, 3, padding='same', activation='relu'),  tf.keras.layers.MaxPooling2D(),  tf.keras.layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu'),  tf.keras.layers.MaxPooling2D(),  tf.keras.layers.Dropout(0.2),  tf.keras.layers.Flatten(),  tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu'),  tf.keras.layers.Dense(5)])# 编译模型model.compile(optimizer='adam',  loss=tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True),  metrics=['accuracy'])#训练模型model.fit(train_ds,validation_data=val_ds,epochs=20)

总结

英特尔独立显卡支持 TensorFlow 模型训练。下一篇文章，我们将介绍在英特尔独立显卡上训练 PyTorch 模型。