numpy高速化のためのcupyで、GPU関連エラーを解決したときのメモ（備忘録）

環境

Ubuntu 20.04.1 LTS
GeForce RTX 2070 SUPER
Nvidia ドライバ 455.38
CUDA Version 10.1.243
python 3.7.3
anaconda-navigator 2.0.3
VS code 1.57.1
anaconda上で仮想環境を作り、その中でVS codeを使っています。

背景

受講中の講座の課題提出において、Kerasなどのライブラリを使わずにnumpy中心で画像認識のディープラーニングモデルを構築する必要がありました。データ水増する予定でしたがCPUのみでは時間がかかりすぎるので、cupyをインストールしてGPUによる高速化を図ることにしました。
デバッグ中、だいたい同じところで下記を含む謎のエラーが大量に出て止まりました。

cupy_backends.cuda.api.runtime.CUDARuntimeError: cudaErrorIllegalAddress: an illegal memory access was encountered

原因切り分けに時間がかかりましたが、一度、通ったはずのfowardが後の方でエラーとなることや、NVIDIA-SMIのGPUメモリ使用状況が上限になるとエラーとなっていることがわかり、cupyがGPUのメモリを使いきったことが原因とおおよその見当がつきました。
numpyを使ったプログラムをGPUで動かす方法　を参考に cuda.set_allocator を入れたところ、前よりはepocが進むようになりましたが、やはり途中で止まってしまいました。

import cupy as cp
# 以下を追加
# Declare at first
pool = cp.cuda.MemoryPool(cp.cuda.malloc_managed)
cp.cuda.set_allocator(pool.malloc)

結論

仮想環境構築時にインストールされているcupyではなく、https://cupy.dev/　を参考に、cupy 8.3 から　cupy-cuda100　に入れ替えました。もしかしたら、単にバージョンの相性が悪かったただけでcupy 9.1　を普通に選んでインストールすれば良かっただけかもしれませんが、無事にnumpyをcupyに置き換えたプログラムが走るようになりました。

学習時は早くなったと実感できるのですが
Chainer Tutorials : 10_Introduction_to_CuPy.ipynb　をローカルで実施した結果は、下記のようになっています。N:10000　の 1.09は微妙です。ちなみに、今にして思えば、cupy入れ替え前では、N:10000のみCPUに負けていたという謎の状況でしたので、それよりは改善しています。

    N    NumPyでの実行時間 (sec)    CuPy での実行時間 (sec)  高速化倍率
-----  -------------------------  -------------------------  ------------
   10                0.000138521                0.000464439  0.30 x
  100                0.00229764                 0.00128341   1.79 x
 1000                0.0522327                  0.0396926    1.32 x
10000               17.228                     15.8261       1.09 x

手順

anaconda上で普通にアンインストール、インストールするだけですが、cupy-cuda100　はcondaでは見つからないので、pipでのインストールになります。

conda uninstall cupy
（依存関係でダウングレードするファイルが多数あるようで、yes/noを聞いてくるまで結構、時間がかかりりました。）
pip install cupy-cuda100

conda listの結果（抜粋）

cudatoolkit               10.0.130                      0  
cudnn                     7.6.5                cuda10.0_0  
cupy-cuda100              9.1.0                    pypi_0    pypi