【Pytorch】(1)Pytorch环境安装-②安装Pytorch

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、PyTorch版本选择策略

1.1 版本兼容性分析

PyTorch 1.12.0的兼容性矩阵如下：

组件	支持版本
Python	3.7, 3.8, 3.9, 3.10
CUDA	11.3, 11.6
显卡要求	NVIDIA 30系列需CUDA 11.0+

1.2 组件关系说明

• torch：核心库（约1GB）

• torchvision：计算机视觉扩展（约2MB）

• torchaudio：音频处理扩展（约2MB）

重要提示：当torch版本确定后，torchvision和torchaudio的版本也相应确定，必须严格匹配。

二、准备工作

2.1 创建专用虚拟环境

# 创建名为DL的虚拟环境，使用Python 3.9
conda create -n DL python=3.9# 激活环境
conda activate DL

2.2 确认CUDA版本

# 检查CUDA版本（需安装NVIDIA驱动）
nvidia-smi

输出示例：

+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 515.65.01    Driver Version: 516.94       CUDA Version: 11.7     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+

注意：30系列显卡（如RTX 3050/3060/3070/3080/3090）必须使用CUDA 11.0及以上版本

三、在线安装方法（推荐网络良好时使用）

3.1 安装命令选择

根据CUDA版本选择对应命令：

# CUDA 11.6
pip install torch==1.12.0+cu116 torchvision==0.13.0+cu116 torchaudio==0.12.0 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu116# CUDA 11.3
pip install torch==1.12.0+cu113 torchvision==0.13.0+cu113 torchaudio==0.12.0 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu113# CPU Only（无NVIDIA显卡）
pip install torch==1.12.0+cpu torchvision==0.13.0+cpu torchaudio==0.12.0 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cpu

3.2 安装过程说明

1. 命令会自动解析依赖关系

2. 下载大小约2.2GB（主要来自torch）

3. 安装时间取决于网络速度（通常10-30分钟）

四、离线安装方法（网络不稳定时推荐）

4.1 下载whl文件

1. 访问PyTorch官网历史版本页面：
   Previous PyTorch Versions

2. 下载对应版本的whl文件：

   • torch-1.12.0+cuXXX-cp39-cp39-win_amd64.whltorchvision-0.13.0+cuXXX-cp39-cp39-win_amd64.whltorchaudio-0.12.0+cuXXX-cp39-cp39-win_amd64.whl

将XXX替换为你的CUDA版本（113或116）

4.2 本地安装步骤

# 创建存放目录
mkdir D:\whl# 将下载的whl文件放入此目录# 依次安装三个组件
pip install D:\whl\torch-1.12.0+cu113-cp39-cp39-win_amd64.whl
pip install D:\whl\torchvision-0.13.0+cu113-cp39-cp39-win_amd64.whl
pip install D:\whl\torchaudio-0.12.0+cu113-cp39-cp39-win_amd64.whl

4.3 离线安装优势

1. 避免网络中断导致安装失败

2. 可重复使用于多台机器

3. 安装速度更快（无需下载）

五、安装验证与测试

5.1 基础验证

import torch# 检查PyTorch版本
print(torch.__version__)  # 应输出: 1.12.0+cu113# 检查CUDA是否可用
print(torch.cuda.is_available())  # 应输出: True# 检查CUDA版本
print(torch.version.cuda)  # 应输出: 11.3 或 11.6

5.2 设备测试

# 获取当前设备
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
print(f"Using device: {device}")# 创建测试张量
tensor = torch.randn(3, 3).to(device)# 执行简单运算
result = tensor @ tensor.T
print(result)

5.3 性能基准测试

import time# 矩阵乘法性能测试
size = 1000
a = torch.randn(size, size).to(device)
b = torch.randn(size, size).to(device)start = time.time()
c = torch.matmul(a, b)
elapsed = time.time() - startprint(f"Matrix multiplication (1000x1000) took: {elapsed:.4f} seconds")

六、常见问题解决方案

6.1 CUDA不可用（torch.cuda.is_available()返回False）

可能原因及解决：

1. 驱动不匹配：

   • 更新NVIDIA驱动到最新版本

   • 访问：Download The Official NVIDIA Drivers | NVIDIA

2. CUDA版本不兼容：

   # 查看系统CUDA版本
   nvcc --version

   • 确保PyTorch安装的CUDA版本 ≤ 系统安装的CUDA版本

3. 环境变量问题：

   • 检查PATH是否包含CUDA路径（如C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.3\bin）

6.2 安装过程中断

解决方案：

1. 使用离线安装方法

2. 添加清华源加速下载：

   pip install torch==1.12.0+cu113 torchvision==0.13.0+cu113 torchaudio==0.12.0 \
   -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple \
   --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu113

6.3 版本冲突

解决方案：

# 创建全新环境
conda create -n pytorch-new python=3.9
conda activate pytorch-new# 优先安装PyTorch
pip install torch==1.12.0+cu113 ...# 再安装其他依赖

七、PyTorch生态组件安装

7.1 常用扩展库

# 计算机视觉
pip install opencv-python pillow scikit-image# 自然语言处理
pip install transformers nltk spacy# 科学计算
pip install numpy scipy pandas matplotlib# 开发工具
pip install jupyterlab ipywidgets tensorboard

7.2 版本兼容性表

PyTorch版本	torchvision	torchaudio	Python支持
1.12.0	0.13.0	0.12.0	3.7-3.10
1.13.0	0.14.0	0.13.0	3.7-3.10
2.0.0	0.15.0	0.14.0	3.8-3.11

八、最佳实践建议

1. 环境隔离：

   • 为每个项目创建独立环境

   • 使用conda env export > environment.yml保存环境配置

2. 版本固化：

   # environment.yml示例
   name: dl-project
   channels:- pytorch- defaults
   dependencies:- python=3.9- pytorch=1.12.0- torchvision=0.13.0- torchaudio=0.12.0- cudatoolkit=11.3

3. Docker容器化：

   FROM pytorch/pytorch:1.12.0-cuda11.3-cudnn8-runtime# 安装额外依赖
   RUN pip install opencv-python pandas matplotlib# 设置工作目录
   WORKDIR /app

4. 性能优化：

   • 启用CUDA基准测试：

     torch.backends.cudnn.benchmark = True

   • 使用混合精度训练：

     from torch.cuda import amp

九、总结

PyTorch 1.12.0是一个稳定且功能完善的版本，特别适合：

1. 需要长期稳定性的研究项目

2. 依赖特定版本库的遗留系统

3. 教学和学习环境

通过本文提供的详细安装指南，你可以：

• 根据硬件条件选择合适的CUDA版本

• 在网络不稳定时使用离线安装方案

• 验证安装并测试GPU加速效果

• 解决常见的安装问题

正确安装PyTorch是深度学习项目成功的第一步，良好的环境配置能让你在后续的开发和研究过程中事半功倍。