001-Windows下PyTorch极简开发环境配置（上）

本节介绍Windows系统下配置一套基于Pytorch框架的极简深度学习开发环境。

0.1 缘起

其实大概在2016就开始接触深度学习的相关知识，但一直到2018年左右，还停留在门外汉的状态太，原因很简单，感觉学习的门槛过高。

虽然是所学专业算是半个CS，经常使用各种软硬件平台，但遇到深度学习，却觉得困难重重。

先说一下硬件。这里提到的硬件，其实就是带大容量显存，且支持GPU运算的显卡。现在一提到GPU，放在以前玩家的第一反应是玩大型游戏需要，但估计现在大家的第一反应是用来挖矿或者跑深度网络模型采用到。在当年深度学习快速发展的那个年代（其实也没太久远，还不到10年），不用说1080Ti，TITANX了，那是有一张能带6G现存的1060显卡，都当作香饽饽。有5年以上深度学习开发经验的人都知道，这是最丐版的要求了。

再说软件平台。在windows版的TensorFlow和PyTorch推出之前，早期的深度仿真平台只有一个选择：Unbutu，版本是16.04或18.04 LSTC版。对于习惯了在Windows下简单点击几下鼠标，顶多再手动修改一下环境变量，即能分分钟搞定某个开发平台。刚开始接触Ubuntu时的感觉简直无从下手，更不用谈什么设置、程序安装、调试什么的。这还是对于我这类半个CS专业出身的人员而言。相信看到这儿，有不少人感同身受。

最后说框架。如果说硬件的苦难可以通过金钱来解决，软件平台的不习惯可以通过动手熟悉来克服，那么框架所带来的问题直接是无解的。那个年代，计算机视觉领域主流的框架是Caffee，大家可能听说过其他的名称，比如Keras、Theano等等。这些框架都是专业人员开发的，集成度很高，但对非专业人员很不友好。说明文档少、结构复杂、但功能又不够强大。以Caffee为例，它是贾大神读博期间用C语言开发的一个经典的CNN框架，当我听到它是用C语言写的时候，就早早放弃了。不是不会C语言，相反，个人真正系统学习过的编程语言就只有C。但当一定到Caffee是用C开发的时，就放弃了。C语言写的东东，既常长又难。

基于上述三点原因，虽然很早我就攒好了一台深度学习工作站，但一直让它在吃灰。期间处于好奇，让实验室精通此术的学生，花了已整整一天的时间，才完成了配置。但配好之后从来就没自己用过，想想那个陌生的Ubuntu，就想再等等。这一等就是2年。

时间到了2020年，出现了转机。在此就不得不提到本专栏的第一主角：PyTorch。其实从0.4版本开始PyTorch就开启了对Windows的支持，但奈何当时功能还不能与TensorFlow匹敌。更重要的一个原因，相对于其他同等级的框架，PyTorch退出的时间很晚（它最初其实看作是Torch的python重写版本），对经典模型支持的一般，且使用它开行算法设计和开发的工作很少。但酒香不怕巷深，是金子总会发光的。与其他框架相比，PyTorch有着诸多不可替代的优势。随着时间的推移，版本更新越高，功能越来越强大，使用的人越来越多。终于，在2020年发布了2.0版，功能以及易用性大大提高。也就是在那个时间点之前半年，开始接触并使用Python进行CV经典算法的设计与研发。手头上也有一块全新的2080Ti（目前现在写这个专栏正在用主机上配的）。心里仔细盘算，硬件有了，软件系统也换成Windows了，框架也有PyTorch2.0了，还缺啥？没有任何不干的理由了，Go！

0.2 准备

在配置之前，需要做好以下准备。下面列出的方案只是我使用的，大家根据自己的事情情况调整即可。

硬件：

CPU：最好是10代以上的i5或i7。
内存：32G起，有条件的上64G，再大意义不大。
主板：大厂的大版，供电好、扩展性好，比如华硕、微星等。
GPU：这是主角，建议1080起，能用4090当然更好。如果能用A100，土豪，请受我一拜。
硬盘：其实很多人忽略了硬盘的重要性，系统盘尽量使用512G以上的M2 SSD，速度快；数据盘可考虑使用HDD，容量4T起（很便宜，但要注意选CMR的），用于大量的数据读写操作。
电源：这是另外一个容易被忽略的配件，其功率一定足够大。可以跟一个参考选项，即你所使用GPU最大功耗+500W，就是建议选用的主机电源功率值。比如，我使用的2080Ti最大功率约250W，则可考虑标称值为750W及以上的电源，最好选大品牌的。

注：为什么选用性能更差的HDD作为数据存储盘？这是因为在训练过程中可能会产生大量的数据读写操作，如果直接在SSD上进行写操作，会影响到SSD的寿命（SSD是有读写上限），但HDD不存在这个问题。开始我也没注意到此事，后来实验室新购的一批机器，在半年内SSD（还是三星的）纷纷出现问题，送到售后检测，被告之到了读写上限，才意识到该问题的严重性。特地在此注明，希望引起大家的重视。

软件：

Windows10 ：建议安装2021年十月份发布的LSTC版（64位），稳定，简约，既能得到长期的更新（据说是六年，到），又不会安装一些用不到的功能。Why not？
Anaconda：用过的都知道，Python的最佳基友，方便强大还免费，还有赠品。Why not？
其他：一些必要的Python扩展库，如OpenCV、Pytorch；CUDA相关的套件。

然后呢？然后就没有了，你没看错，既然是极简配置，在不影响基本开发功能的前提下，能不用其他软件就不用。有人说，总要有个代码编辑器吧。有的，我们用Anaconda赠送的，无论是Jupyter Lab/Notebook，还是Spyder，都能完成基本功能。当然，如果您需要搭建更复杂的工程，那么安装一个PyCharm或者VS code还是值得的。