Stable Diffusion WebUI内存不够,CUDA Out of memory怎么解决?

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1. 引言

在使用 Stable Diffusion WebUI 进行图像生成时,很多用户都会遇到 CUDA Out of Memory 错误。这是因为在图像生成过程中,显存(GPU memory)被大量消耗,尤其是在生成大分辨率图像时,显存容易不足。CUDA(Compute Unified Device Architecture)是 NVIDIA 提供的并行计算平台和编程模型,显存不足会导致无法继续训练或生成图像。

在本教程中,我们将详细探讨如何解决 Stable Diffusion WebUI 中出现的 CUDA Out of Memory 错误,并提供多种优化方法来减少内存占用,提升图像生成效率。


2. 环境准备

为了顺利进行后续操作,确保你已经安装并配置好了以下环境:

  • Python 3.8 及以上版本
  • CUDA 11.0 或以上版本:与 NVIDIA GPU 配套的驱动程序和 CUDA 库。
  • NVIDIA GPU:至少具有 6GB 显存的 GPU,建议使用更高显存的 GPU(如 16GB 或 24GB)。
  • Stable Diffusion WebUI:可以通过 AUTOMATIC1111 的 Stable Diffusion WebUI 项目进行安装。

如果你还未安装 Stable Diffusion WebUI,请按照下面的步骤进行安装:

git clone https://github.com/AUTOMATIC1111/stable-diffusion-webui
cd stable-diffusion-webui
pip install -r requirements.txt

3. CUDA Out of Memory 错误的原因

CUDA Out of Memory 错误通常发生在以下几种情况:

  • 图像分辨率过高:生成大尺寸图像需要占用大量显存。
  • 批量生成过多图片:一次性生成多张图像会占用更多显存。
  • 模型和显存不匹配:一些大模型可能需要更多的显存,而低显存的 GPU 无法满足。
  • 其他并行任务占用显存:如果有其他程序同时占用 GPU 显存,可能导致 Stable Diffusion 无法获得足够的资源。

4. 解决 CUDA Out of Memory 错误的方法

4.1 降低图像分辨率

生成更小分辨率的图像会大大减少显存消耗。默认情况下,Stable Diffusion 使用 512x512 的分辨率进行生成,但你可以根据需求调整分辨率。

在 WebUI 中,你可以在生成设置中调整图像分辨率。例如,将分辨率从 512x512 改为 256x256,可以减少显存占用。

4.1.1 调整分辨率

在 WebUI 页面,进入 生成设置(生成图像的部分),将 WidthHeight 参数调低。例如:

  • 将宽度(Width)和高度(Height)分别调整为 256(而不是默认的 512)。

这样可以减少显存使用,同时图像质量也会有所下降,适用于不需要高清图像的应用场景。

4.2 减少批量生成的图像数量

在生成图像时,如果一次性生成多张图像,显存的消耗会显著增加。你可以将 Batch Size 设置为较小的值,逐个生成图像,以减少显存压力。

4.2.1 调整批次大小

在 WebUI 中,进入 生成设置,找到 Batch Size 设置,减少每次生成的图像数量,例如将 Batch Size 从 4 降为 1 或 2:

  • 在生成时使用小批量(例如,设置为 Batch Size = 1),即每次只生成一张图像。
batch_size = 1  # 每次生成1张图像

通过降低批量大小,你可以减少显存消耗。

4.3 启用半精度浮点数(FP16)

Stable Diffusion 支持 半精度浮点数(FP16),这可以有效减少显存使用。FP16 模式比 FP32 使用的显存少约一半,因此启用 FP16 可以显著提高显存效率。

4.3.1 启用 FP16

在 WebUI 中,你可以通过勾选 “Use Half Precision (FP16)” 来启用半精度模式,或者在命令行启动时加上 --precision full 参数来启用:

python webui.py --precision full

4.4 启用显存优化(Memory Efficient Attention)

显存优化(Memory Efficient Attention,MEA)是一种针对 Transformer 模型的优化技术,专门设计用于减少 GPU 显存占用,特别适用于处理长文本或大图像的任务。

4.4.1 启用 MEA

在 WebUI 中,你可以启用 Memory Efficient Attention。只需在设置中勾选 Use Memory Efficient Attention 选项,或在启动时加上相关参数:

python webui.py --opt-split-attention

启用该功能后,生成的图像质量和速度可能略有影响,但显存占用将大幅降低。

4.5 使用更小的模型

如果你的 GPU 显存较小,可以选择使用显存消耗更少的小型模型版本。Stable Diffusion 提供了一些低显存消耗的模型,比如 Stable Diffusion v1.4 或者其他优化过的轻量级版本。

4.5.1 使用小型模型

你可以选择将模型换为显存消耗较少的版本,在 WebUI 设置中选择较小的模型,或者直接下载并加载这些模型。

# 下载并加载较小版本的模型
wget https://huggingface.co/CompVis/stable-diffusion-v-1-4-original/resolve/main/v1-4.ckpt

将模型替换为小型版本后,可以减少显存的占用。

4.6 清理显存

如果你在生成图像时频繁遇到显存不足的情况,可以尝试在每次生成图像后清理显存。可以使用以下代码手动清理显存:

import torch
torch.cuda.empty_cache()

这会强制清理 GPU 缓存,并可能解决显存不足的问题。


5. 高级技巧:使用多 GPU 或显存重用

5.1 使用多 GPU 加速

如果你有多张 GPU,可以尝试将图像生成任务分配到不同的 GPU 上。你可以通过设置 CUDA_VISIBLE_DEVICES 环境变量来指定 GPU,或者使用 torch 库中的分布式训练工具进行分配。

# 指定使用第0和第1号GPU
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1

5.2 显存重用与分布式训练

如果你使用多个 GPU 或者显存较小的单个 GPU,考虑使用 显存重用梯度累积 方法来将任务拆分,并多次进行更新。使用 accelerate 库可以帮助你实现这一点,具体方法如下:

pip install accelerate
accelerate config

然后在训练或生成时,使用加速工具来分配显存。


6. 总结

CUDA Out of Memory 错误是使用 Stable Diffusion WebUI 时常见的问题,但通过合理的调整和优化,你可以有效解决显存不足的问题。以下是本教程中介绍的几种常见解决方案:

  1. 降低图像分辨率:减少生成图像的分辨率。
  2. 减少批量生成数量:减小每次生成的图像数量。
  3. 启用半精度浮点数(FP16):减少显存占用。
  4. 启用显存优化(MEA):减少显存消耗,特别适用于 Transformer 模型。
  5. 使用更小的模型:选择显存消耗更少的模型。
  6. 手动清理显存:定期清理显存缓存,避免内存泄漏。

通过这些优化,你可以显著减少 Stable Diffusion WebUI 的显存消耗,从而避免 CUDA Out of Memory 错误的发生。

最后修改于:2024年12月08日 19:40

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