Google Colab 免费GPU服务器使用教程

一、前言

不知道大家是否为了寻找免费GPU服务器而焦头烂额。
近些天，谷歌推出了Google Colab（Colaboratory）

划重点，最重要的特点是 免费GPU！免费GPU！免费GPU！
虽然不确定这个项目是不是永久的
但这无疑给纠结在是否花大量钱租用GPU服务器进行研究的个人研究者带去了重磅福利！
经过查阅资料与亲自实践，特把相关教程写成博文分享给大家。
由于博主水平能力有限，难免有错误，欢迎指正哈！

2018.3.22更新
emmm，大概是用的人多了…
在colab上跑一个DCGAN竟然比自己笔记本上用CPU跑的还要慢5倍…
天下没有免费的午餐…

二、Google Colab特征

Colaboratory 是一个 Google 研究项目，旨在帮助传播机器学习培训和研究成果。它是一个 Jupyter 笔记本环境，不需要进行任何设置就可以使用，并且完全在云端运行。
Colaboratory 笔记本存储在 Google 云端硬盘中，并且可以共享，就如同您使用 Google 文档或表格一样。Colaboratory 可免费使用。
利用Colaboratory ，可以方便的使用Keras,TensorFlow,PyTorch等框架进行深度学习应用的开发。

三、开始使用

注意：使用google服务可能需要梯子

3.1在谷歌云盘上创建文件夹

当登录账号进入谷歌云盘时，系统会给予15G免费空间大小。由于Colab需要依靠谷歌云盘，故需要在云盘上新建一个文件夹。
这里写图片描述
选择新建文件夹，文件夹名称可自定义。

3.2创建Colaboratory

进入创建好的文件夹，点开新建-更多。
这里写图片描述
如果在更多栏里没有发现Colaboratory，选择关联更多应用，搜索Colaboratory，选择关联。

3.3创建完成

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创建完成后，会自动生成一个jupyter笔记本，是不是很熟悉~
这里写图片描述

四、设置GPU运行

选择修改-笔记本设置
这里写图片描述

将硬件加速器设置为GPU即可
这里写图片描述

五、运行.py文件

5.1安装必要库

输入相应代码，并执行（crtl+F9）

!apt-get install -y -qq software-properties-common python-software-properties module-init-tools
!add-apt-repository -y ppa:alessandro-strada/ppa 2>&1 > /dev/null
!apt-get update -qq 2>&1 > /dev/null
!apt-get -y install -qq google-drive-ocamlfuse fuse
from google.colab import auth
auth.authenticate_user()
from oauth2client.client import GoogleCredentials
creds = GoogleCredentials.get_application_default()
import getpass
!google-drive-ocamlfuse -headless -id={creds.client_id} -secret={creds.client_secret} < /dev/null 2>&1 | grep URL
vcode = getpass.getpass()
!echo {vcode} | google-drive-ocamlfuse -headless -id={creds.client_id} -secret={creds.client_secret}

运行后，会出现以下提示

这里写图片描述
先点开相应的链接，选择自己的谷歌账号，并允许，最后会得到相应的代码，输入相应的框中即可

5.2 挂载云端硬盘

同上，输入下面命令，执行即可

!mkdir -p drive
!google-drive-ocamlfuse drive  -o nonempty

5.3 安装Keras

同理，输入命令

!pip install -q keras

5.4 Hello Mnist！

将代码粘入jupyter笔记本中，运行，即可开始奇妙的Google Colab之旅
代码摘自：https://github.com/keras-team/keras/blob/master/examples/mnist_cnn.py

'''Trains a simple convnet on the MNIST dataset.
Gets to 99.25% test accuracy after 12 epochs
(there is still a lot of margin for parameter tuning).
16 seconds per epoch on a GRID K520 GPU.
'''

from __future__ import print_function
import keras
from keras.datasets import mnist
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Dropout, Flatten
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D
from keras import backend as K

batch_size = 128
num_classes = 10
epochs = 12

# input image dimensions
img_rows, img_cols = 28, 28

# the data, shuffled and split between train and test sets
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()

if K.image_data_format() == 'channels_first':
    x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], 1, img_rows, img_cols)
    x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], 1, img_rows, img_cols)
    input_shape = (1, img_rows, img_cols)
else:
    x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
    x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
    input_shape = (img_rows, img_cols, 1)

x_train = x_train.astype('float32')
x_test = x_test.astype('float32')
x_train /= 255
x_test /= 255
print('x_train shape:', x_train.shape)
print(x_train.shape[0], 'train samples')
print(x_test.shape[0], 'test samples')

# convert class vectors to binary class matrices
y_train = keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes)
y_test = keras.utils.to_categorical(y_test, num_classes)

model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, kernel_size=(3, 3),
                 activation='relu',
                 input_shape=input_shape))
model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.25))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(num_classes, activation='softmax'))

model.compile(loss=keras.losses.categorical_crossentropy,
              optimizer=keras.optimizers.Adadelta(),
              metrics=['accuracy'])

model.fit(x_train, y_train,
          batch_size=batch_size,
          epochs=epochs,
          verbose=1,
          validation_data=(x_test, y_test))
score = model.evaluate(x_test, y_test, verbose=0)
print('Test loss:', score[0])
print('Test accuracy:', score[1])

这里写图片描述
每一个epoch都只用了十多秒！
是不是很有意思呢！

References

https://medium.com/deep-learning-turkey/google-colab-free-gpu-tutorial-e113627b9f5d

参考：

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1590980404886823140&wfr=spider&for=pc