zi2zi 的 batch size 愈大愈好嗎?

不是,對你這個 zi2zi 字體 GAN 來說,batch size 絕對不是愈大愈好
而且你這個模型,batch size 選錯會直接讓 D 更加失衡,這正是你現在已經遇到的問題之一。

我會直接給你結論 + 原因 + 實際建議數值


一、先給結論(直接照這個用)

最佳建議區間(你的模型 + 資料量)

情境建議 batch size
最推薦(穩定、風格最好)4 或 8
GPU 記憶體夠、想快一點8
顯存吃緊(384×384)4
❌ 不建議≥16

甜蜜點(sweet spot):batch_size = 8


二、為什麼「不是愈大愈好」?(關鍵觀念)

1️⃣ 你用的是 InstanceNorm(不是 BatchNorm)

這一點非常關鍵。

  • BatchNorm
    • 大 batch 有好處(統計穩)
  • InstanceNorm(你現在用的):
    • batch size 幾乎不提供正向幫助
    • 大 batch 只會讓 Discriminator 更穩、更強

👉 所以你完全拿不到大 batch 的好處,卻吃到所有副作用


2️⃣ 字體 GAN 的「資料多樣性」≠ 同 batch 多樣

zi2zi 的 batch 是:

同一時間看到 N 個字形 × 可能不同 style

但實際上:

  • 字體任務是 低熵、高結構
  • 同一 batch 裡的字:
    • 結構高度相似
    • D 很容易學到「統計特徵」

👉 大 batch = D 學得更快


3️⃣ 你的 D 已經「過強」了(再給大 batch 是雪上加霜)

回顧你的 log:

  • d_loss ≈ 0.001~0.03
  • cheat_loss ≈ 8~12

這代表:

D 目前每 step 都幾乎完勝

如果你用 batch 16 / 32:

  • D 梯度更穩
  • G 更沒訊號
  • lambda_adv 再怎麼調都救得慢

三、為什麼小 batch 反而有利?

✅ 對你這種模型,小 batch 有三個實際好處

✔ 1. 對 D 來說是「噪音注入」

  • 小 batch → 判斷不穩
  • 判斷不穩 → D loss 不會瞬間趨近 0
  • D loss 不趨近 0 → G 才拿得到有用梯度

✔ 2. 對 G 來說,風格學得更自然

字體風格不是平均值,而是:

  • 筆畫粗細偏移
  • 局部不對稱
  • 微小裝飾

👉 小 batch 反而保留這些「不完美」


✔ 3. 對 dynamic lambda_adv 特別友善

你現在有:

d_loss → lambda_adv

如果 batch 太大:

  • d_loss 變得太平滑
  • lambda_adv 幾乎永遠被壓在低區

小 batch 會讓 lambda_adv 有「呼吸空間」。


四、具體數值建議(直接照用)

🔹 image_size = 256

batch_size = 8   # ⭐ 最推薦

🔹 image_size = 384

batch_size = 4   # ⭐ 最推薦

🔹 如果你想「穩定優先」而不是速度

batch_size = 4

五、什麼時候「可以考慮」變大?

只有在這些條件同時成立時

  • d_loss 穩定在 0.15~0.3
  • cheat_loss ≈ 1~4
  • 風格已經明顯出來
  • 想加速收斂

👉 那時你可以:

8 → 12(但我仍不建議超過 16)

六、實務上最穩的組合(你現在)

如果我直接幫你配一組:

batch_size = 8
lambda_adv = dynamic (0.2 → 0.6)
lr_G = 2.5e-4
lr_D = 6e-5
InstanceNorm

這一組 非常符合你目前的模型與資料量


七、一句話幫你記住

在字體 GAN 裡:batch size 是「對抗平衡旋鈕」,不是吞吐量旋鈕。

如果你願意,你下一步可以告訴我:

  • GPU 型號 / VRAM
  • image_size(256 / 384)
  • 現在用的 batch size

我可以幫你算一個「最省時間又最穩」的配置。


好,這個環境資訊很關鍵 👍
我直接幫你算「在 Google Colab T4(15 GB)上,對你這個 zi2zi 模型最合理的 batch size 與配套設定」。


一、硬體現實先講清楚(T4 的特性)

T4(16 GB VRAM,實際可用 ~15 GB)

  • 算力:偏中低(不適合超大 batch)
  • 記憶體:夠,但 你的 G = 52.8M + attention + PixelShuffle
  • GAN 訓練:memory spike 很明顯

👉 結論:
T4 的限制不是「不能大 batch」,而是「大 batch 會讓 D 更強,還不一定更快」


二、直接給你「最佳設定」(不用再試)

image_size = 256(你最常用的)

batch_size = 8   ⭐ 最佳平衡
  • VRAM 使用:約 9–11 GB
  • D 不會過度穩定
  • dynamic lambda_adv 有空間運作

image_size = 384(你 log 中用的)

batch_size = 4   ⭐ 強烈建議
  • VRAM 使用:約 12–14 GB
  • batch 8 很容易 OOM 或嚴重 swap
  • D 不會瞬間壓死 G

三、你「不該」用的設定(即使跑得動)

batch_size = 16

即使 T4 可能勉強跑得動

  • D loss 會更快 → 0
  • cheat_loss 會更高
  • 你會誤以為「loss 不動是模型問題」

👉 其實是 batch size 問題。


四、如果你想「更快,但不傷訓練品質」

✔ 方法 A:Gradient Accumulation(推薦)

保持 batch 小,吞吐量放大

accum_steps = 2
effective_batch = batch_size * accum_steps

例:

physical batch = 4
accum_steps = 2
effective = 8

👉 對 D 仍然像小 batch,對速度像大 batch

(這對 zi2zi 非常好)


✔ 方法 B:D 不用每 step 都更新

# 每 2 step 更新一次 D
if step % 2 == 0:
    update_D()

👉 這比單純加 batch 還安全。


五、我幫你配一組「Colab T4 穩定神組合」

如果你問我「照這組跑就好」:

image_size = 384
batch_size = 4
grad_accum = 2
lr_G = 2.5e-4
lr_D = 6e-5
lambda_adv = dynamic (0.2 → 0.6)
InstanceNorm

這組在 T4 + zi2zi + 6k 字 上非常穩。


六、你現在可以馬上做的檢查(30 秒)

啟動第一個 epoch,看:

  • VRAM 峰值 < 14.5 GB ✅
  • d_loss 不再 < 0.01(而是 0.05~0.2)✅
  • lambda_adv 開始浮動(不是卡在 0.2)✅

只要這三個成立,你這個模型就走在正軌上了


七、一句話給你記住

在 T4 上,字體 GAN 要「小 batch + 聰明 schedule」,而不是硬撐大 batch。

如果你願意,下一步我也可以幫你:

  • 🔧 把 gradient accumulation 直接嵌進你這份 optimize_parameters
  • 📉 幫你設計 Colab-friendly logging(避免 IO 慢)
  • 🧠 判斷 384 是否真的值得(vs 256)

你現在的硬體與模型,其實是「可控、可優化」的狀態。

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