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> W&B를 PyTorch Ignite와 통합하여 트레이닝 메트릭, 모델 매개변수 및 실험 설정을 자동으로 로깅합니다.

# PyTorch Ignite

이 페이지는 PyTorch Ignite와 함께 W\&B 핸들러를 사용하여 트레이닝 및 검증 메트릭, 모델 및 옵티마이저 매개변수, 그라디언트, 그리고 모델 체크포인트를 실험 중에 자동으로 로깅하는 방법을 보여줍니다.

Ignite는 W\&B 핸들러를 지원하여 트레이닝 및 검증 중에 메트릭, 모델 및 옵티마이저 매개변수, 그라디언트를 로깅합니다. 또한 W\&B 클라우드에 모델 체크포인트를 로깅하는 데 사용할 수 있습니다. 이 클래스는 W\&B Python SDK(`wandb`)를 래핑하므로 이 래퍼를 사용하여 모든 `wandb` 함수를 호출할 수 있습니다. 모델 매개변수와 그라디언트를 저장하는 방법에 대한 예시는 예시를 참조하세요.

추가 컨텍스트는 다음 리소스를 참조하세요:

* 이 [예시 W\&B Report](https://forge.coreweave.com/wandb/example-team/pytorch-ignite-example/reports/PyTorch-Ignite-with-W%26B--Vmlldzo0NzkwMg)에서 결과 시각화를 확인하세요.
* 이 [예시 호스티드 노트북](https://colab.research.google.com/drive/15e-yGOvboTzXU4pe91Jg-Yr7sae3zBOJ#scrollTo=ztVifsYAmnRr)에서 코드를 직접 실행해 보세요.

<h2 id="basic-setup">
  기본 설정
</h2>

다음 예시에서는 단순한 컨볼루션 모델과 MNIST용 데이터 로더를 정의합니다. 이어지는 로깅 예시에서는 이 구성 요소들을 사용합니다.

```python theme={"system"}
from argparse import ArgumentParser
import wandb
import torch
from torch import nn
from torch.optim import SGD
from torch.utils.data import DataLoader
import torch.nn.functional as F
from torchvision.transforms import Compose, ToTensor, Normalize
from torchvision.datasets import MNIST

from ignite.engine import Events, create_supervised_trainer, create_supervised_evaluator
from ignite.metrics import Accuracy, Loss

from tqdm import tqdm


class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(1, 10, kernel_size=5)
        self.conv2 = nn.Conv2d(10, 20, kernel_size=5)
        self.conv2_drop = nn.Dropout2d()
        self.fc1 = nn.Linear(320, 50)
        self.fc2 = nn.Linear(50, 10)

    def forward(self, x):
        x = F.relu(F.max_pool2d(self.conv1(x), 2))
        x = F.relu(F.max_pool2d(self.conv2_drop(self.conv2(x)), 2))
        x = x.view(-1, 320)
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.dropout(x, training=self.training)
        x = self.fc2(x)
        return F.log_softmax(x, dim=-1)


def get_data_loaders(train_batch_size, val_batch_size):
    data_transform = Compose([ToTensor(), Normalize((0.1307,), (0.3081,))])

    train_loader = DataLoader(MNIST(download=True, root=".", transform=data_transform, train=True),
                              batch_size=train_batch_size, shuffle=True)

    val_loader = DataLoader(MNIST(download=False, root=".", transform=data_transform, train=False),
                            batch_size=val_batch_size, shuffle=False)
    return train_loader, val_loader
```

Ignite에서 `WandBLogger`를 사용하는 과정은 모듈식으로 구성됩니다. 먼저 `WandBLogger` 객체를 생성하세요. 그런 다음 트레이너나 평가기에 연결하여 메트릭을 자동으로 로깅하세요. 이 예제는 다음을 보여줍니다:

* 트레이너 객체에 연결하여 트레이닝 손실을 로깅합니다.
* 평가기에 연결하여 검증 손실을 로깅합니다.
* 학습률과 같은 선택 매개변수를 로깅합니다.
* 모델을 모니터링합니다.

```python theme={"system"}
from ignite.contrib.handlers.wandb_logger import *
def run(train_batch_size, val_batch_size, epochs, lr, momentum, log_interval):
    train_loader, val_loader = get_data_loaders(train_batch_size, val_batch_size)
    model = Net()
    device = 'cpu'

    if torch.cuda.is_available():
        device = 'cuda'

    optimizer = SGD(model.parameters(), lr=lr, momentum=momentum)
    trainer = create_supervised_trainer(model, optimizer, F.nll_loss, device=device)
    evaluator = create_supervised_evaluator(model,
                                            metrics={'accuracy': Accuracy(),
                                                     'nll': Loss(F.nll_loss)},
                                            device=device)

    desc = "ITERATION - loss: {:.2f}"
    pbar = tqdm(
        initial=0, leave=False, total=len(train_loader),
        desc=desc.format(0)
    )
    #WandBlogger 객체 생성
    wandb_logger = WandBLogger(
    project="pytorch-ignite-integration",
    name="cnn-mnist",
    config={"max_epochs": epochs,"batch_size":train_batch_size},
    tags=["pytorch-ignite", "mninst"]
    )

    wandb_logger.attach_output_handler(
    trainer,
    event_name=Events.ITERATION_COMPLETED,
    tag="training",
    output_transform=lambda loss: {"loss": loss}
    )

    wandb_logger.attach_output_handler(
    evaluator,
    event_name=Events.EPOCH_COMPLETED,
    tag="training",
    metric_names=["nll", "accuracy"],
    global_step_transform=lambda *_: trainer.state.iteration,
    )

    wandb_logger.attach_opt_params_handler(
    trainer,
    event_name=Events.ITERATION_STARTED,
    optimizer=optimizer,
    param_name='lr'  # 선택
    )

    wandb_logger.watch(model)
```

로거를 연결하면 Ignite가 트레이닝 및 검증 메트릭, 옵티마이저 매개변수, 모델 그라디언트를 W\&B 프로젝트로 자동 스트리밍합니다.

선택적으로 Ignite `EVENTS`를 사용하여 메트릭을 터미널에 직접 로깅할 수 있습니다.

```python theme={"system"}
    @trainer.on(Events.ITERATION_COMPLETED(every=log_interval))
    def log_training_loss(engine):
        pbar.desc = desc.format(engine.state.output)
        pbar.update(log_interval)

    @trainer.on(Events.EPOCH_COMPLETED)
    def log_training_results(engine):
        pbar.refresh()
        evaluator.run(train_loader)
        metrics = evaluator.state.metrics
        avg_accuracy = metrics['accuracy']
        avg_nll = metrics['nll']
        tqdm.write(
            "Training Results - Epoch: {}  Avg accuracy: {:.2f} Avg loss: {:.2f}"
            .format(engine.state.epoch, avg_accuracy, avg_nll)
        )

    @trainer.on(Events.EPOCH_COMPLETED)
    def log_validation_results(engine):
        evaluator.run(val_loader)
        metrics = evaluator.state.metrics
        avg_accuracy = metrics['accuracy']
        avg_nll = metrics['nll']
        tqdm.write(
            "Validation Results - Epoch: {}  Avg accuracy: {:.2f} Avg loss: {:.2f}"
            .format(engine.state.epoch, avg_accuracy, avg_nll))

        pbar.n = pbar.last_print_n = 0

    trainer.run(train_loader, max_epochs=epochs)
    pbar.close()


if __name__ == "__main__":
    parser = ArgumentParser()
    parser.add_argument('--batch_size', type=int, default=64,
                        help='input batch size for training (default: 64)')
    parser.add_argument('--val_batch_size', type=int, default=1000,
                        help='input batch size for validation (default: 1000)')
    parser.add_argument('--epochs', type=int, default=10,
                        help='number of epochs to train (default: 10)')
    parser.add_argument('--lr', type=float, default=0.01,
                        help='learning rate (default: 0.01)')
    parser.add_argument('--momentum', type=float, default=0.5,
                        help='SGD momentum (default: 0.5)')
    parser.add_argument('--log_interval', type=int, default=10,
                        help='how many batches to wait before logging training status')

    args = parser.parse_args()
    run(args.batch_size, args.val_batch_size, args.epochs, args.lr, args.momentum, args.log_interval)
```

이 코드는 다음 시각화를 생성합니다:

<Frame>
  <img src="https://mintcdn.com/coreweave-dbfa0e8d/3Dv_sw2eg8feUJlx/products/wandb/_media/pytorch-ignite-1.png?fit=max&auto=format&n=3Dv_sw2eg8feUJlx&q=85&s=c109e8acb112477c36e45bbb3a134fdd" alt="PyTorch Ignite 트레이닝 대시보드" width="900" height="450" data-path="products/wandb/_media/pytorch-ignite-1.png" />
</Frame>

<Frame>
  <img src="https://mintcdn.com/coreweave-dbfa0e8d/3Dv_sw2eg8feUJlx/products/wandb/_media/pytorch-ignite-2.png?fit=max&auto=format&n=3Dv_sw2eg8feUJlx&q=85&s=b72d3d1ebacf3a288138356a5d40227a" alt="PyTorch Ignite 성능" width="900" height="450" data-path="products/wandb/_media/pytorch-ignite-2.png" />
</Frame>

<Frame>
  <img src="https://mintcdn.com/coreweave-dbfa0e8d/3Dv_sw2eg8feUJlx/products/wandb/_media/pytorch-ignite-3.png?fit=max&auto=format&n=3Dv_sw2eg8feUJlx&q=85&s=57509ee4618e2aedbb068970a1cf92d9" alt="PyTorch Ignite 하이퍼파라미터 튜닝 결과" width="900" height="450" data-path="products/wandb/_media/pytorch-ignite-3.png" />
</Frame>

<Frame>
  <img src="https://mintcdn.com/coreweave-dbfa0e8d/3Dv_sw2eg8feUJlx/products/wandb/_media/pytorch-ignite-4.png?fit=max&auto=format&n=3Dv_sw2eg8feUJlx&q=85&s=405e79145928752b48002ff66803f14f" alt="PyTorch Ignite 모델 비교 대시보드" width="1664" height="855" data-path="products/wandb/_media/pytorch-ignite-4.png" />
</Frame>

자세한 내용은 [Ignite 문서](https://pytorch.org/ignite/contrib/handlers.html#module-ignite.contrib.handlers.wandb_logger)를 참고하세요.
