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开发 | MIT Taco项目:自动生成张量计算的优化代码,深度学习加速效果提高100倍

举例来说,目前我们常用的深度学习框架,如TensorFlow、PyTorch等都会将一个深度学习的模型转换为一个由基本计算符组成的数据流图,再有下层的计算引擎一次调度执行这些节点对应的内核函数(对于数据图的动态优化参见...AI科技评论此前文章《紧跟未来深度学习框架需求,TensorFlow推出Eager Execution》)。...通过手工优化代码可以识别稀疏张量中的零条目,在运算中做到只对非零条目进行计算或者省略对零条目的计算,可以简化其操作从而加速张量的计算,但这需要程序员做更多的编程工作。...对于两个张量上的任何给定操作,Taco会首先建立一个分层映射,指出来自两个张量的哪些配对条目是非零的,然后将每个张量的条目与零配对,并在这过程中丢弃所有的零对。...此外,Taco还使用有效的索引方案来存储稀疏张量的非零值。

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MIT Taco 项目:自动生成张量计算的优化代码,深度学习加速效果提高 100 倍

举例来说,目前我们常用的深度学习框架,如 TensorFlow、PyTorch 等都会将一个深度学习的模型转换为一个由基本计算符组成的数据流图,再有下层的计算引擎一次调度执行这些节点对应的内核函数(对于数据图的动态优化参见...AI研习社此前文章《紧跟未来深度学习框架需求,TensorFlow 推出 Eager Execution》)。...通过手工优化代码可以识别稀疏张量中的零条目,在运算中做到只对非零条目进行计算或者省略对零条目的计算,可以简化其操作从而加速张量的计算,但这需要程序员做更多的编程工作。...对于两个张量上的任何给定操作,Taco 会首先建立一个分层映射,指出来自两个张量的哪些配对条目是非零的,然后将每个张量的条目与零配对,并在这过程中丢弃所有的零对。...此外,Taco 还使用有效的索引方案来存储稀疏张量的非零值。

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    边缘智能:嵌入式系统中的神经网络应用开发实战

    神经网络在嵌入式系统中的应用神经网络在嵌入式系统中的应用广泛,包括但不限于以下领域:1. 图像识别神经网络在边缘设备上用于图像识别,如智能摄像头、自动驾驶汽车和无人机。...以下是一些简单的代码案例,演示了如何在嵌入式系统上使用TensorFlow Lite来运行神经网络模型。4....TensorFlow Lite 语音识别示例以下示例演示了如何在嵌入式系统上使用TensorFlow Lite进行语音识别。需要一个TensorFlow Lite模型,该模型用于识别语音。...TensorFlow Lite 视觉感知示例以下示例演示了如何在嵌入式系统上使用TensorFlow Lite进行视觉感知任务,例如人体姿态估计。...模型加载到TVM Relay中,然后使用TVM编译为目标特定的运行时库。

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    TensorFlow 分布式之论文篇 Implementation of Control Flow in TensorFlow

    解释这些数据流图如何由 TensorFlow runtime 执行,包括在一组混合设备(如CPU、GPU和TPU)上的分布式执行方式。 描述如何对控制流结构进行自动求导。 本文图均来自原始论文。...我们接下来看看条件表达式和 while 循环如何在 Tensorflow 内部实现。 3.1 条件表达式 下面是构建条件表达式 cond(pred, fn1, fn2) 数据流图的高级伪代码。...本节解释了 TensorFlow 如何在有 cond 和 while_loop 的情况下自动构建反向传播图。我们假设读者对自动反向传播的工作方式有一定的了解。...如果前向 Switch 中只有一个分支在前向传播之中被用到了,我们会添加一个零输入到反向传播的 Merge,如下图所示,以确保在反向传播之中总有一个活跃的梯度流经 Merge。...保存在一个堆栈中,所以我们会在 backprop 中重使它们。这对于在内存有限的设备(如GPU)上进行训练是一个限制。

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    还不会使用PyTorch框架进行深度学习的小伙伴,看过来

    Pytorch 有两个主要的特点: 利用强大的 GPU 加速进行张量计算(如 NumPy) 用于构建和训练神经网络的自动微分机制 相较于其它 Python 深度学习库,Pytorch 有何优势?...在本教程中,假设你运行的是使用 CPU 进行深度学习运算的机器,但我也会向你展示如何在 GPU 中定义张量: ?...在训练过程中,神经网络的权重被随机初始化为接近零但不是零的数。「反向传递」是指从右到左调整权重的过程,而正向传递则是从左到右调整权重的过程。...这个张量的梯度将在「.grad」属性中积累。 如果你想要从计算历史中分离出一个张量,请调用「.detach()」函数。这也可以防止将来对张量的计算被跟踪。...该优化器接受的第一个参数是张量,这些张量需要更新。在正向传递中,你要通过向模型传递 x 来计算出预测的 y。然后,计算并显示出损失。在运行反向传递之前,你要将使用优化器更新的所有变量的梯度设置为零。

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    PyTorch,TensorFlow和NumPy中Stack Vs Concat | PyTorch系列(二十四)

    我们将研究在PyTorch,TensorFlow和NumPy中的堆栈和串联。我们开始做吧。 在大多数情况下,沿着张量的现有轴进行连接非常简单。当我们想沿着新的轴进行连接时,通常会产生混乱。...如何在张量中添加或插入轴 为了演示添加轴的想法,我们将使用PyTorch。...当我们说张量的索引为零时,是指张量形状的第一个索引。 现在,我们还可以在该张量的第二个索引处添加一个轴。...当我们叠加的时候,我们创建了一个新的轴这是以前不存在的这发生在我们序列中的所有张量上,然后我们沿着这个新的序列。 让我们看看如何在PyTorch中实现这一点。...现在,让我们将这些张量彼此串联。要在TensorFlow中做到这一点,我们使用tf.concat()函数,而不是指定一个dim(如PyTorch),而是指定一个axis。这两个意思相同。

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    Google AI与Deepmind强强联合,推出新工具加速神经网络稀疏化进程

    为了解决这一问题,近日,Google联合Deepmind开发出了在TensorFlow Lite和XNNPACK ML中的新特性和工具库。...图:现代移动架构中1x1卷积的推断时间对比 在现代的推理设备中(如XNNPACK),深度学习模型中1x1卷积的实现以及其他操作都依赖于HWC张量布局,其中张量的维数对应于输入图像的高度、宽度和通道(如红色...张量的这种重新排序,可以允许加速实现稀疏的1x1卷积核,原因有两个: 1)在单个条件检查之后,当对应的通道权值为零时,可以跳过张量的整个空间切片,而不是逐像素测试; 2)当信道权值为非零时,可以通过将相邻的像素加载到同一存储单元来提高计算效率...这使使用者能够同时处理多个像素,同时也可以在多个线程中并行执行每个操作。 当至少80%的权重为零时,这些变化将会一起导致1.8倍到2.3倍的加速。...为了避免每次操作后在稀疏推理最优的CHW张量布局和标准的HWC张量布局之间来回转换,XNNPACK提供了几种在CHW布局中CNN算子的高效实现。

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    TensorFlow 分布式之论文篇 TensorFlow : Large-Scale Machine Learning on Heterogeneous Distributed Syst

    TensorFlow 计算图示例片段 图 2,计算图 在 TensorFlow 图中,每个节点表示操作的实例,其具有零个或多个输入和零个或多个输出。...每个工作进程负责协调对一个或多个计算设备(如 CPU 内核或 GPU 卡)的访问以及按照主设备的指示在这些设备上执行计算图节点。 TensorFlow 接口有本地和分布式实现两种。...每个设备对象负责管理设备内存的分配和释放,以及执行 TensorFlow 下发的核方法。 3.2 张量 在我们的实现中,张量是一个类型化的多维数组。...一旦此计数降至零,该节点就有资格执行,并被添加到就绪队列中。就绪队列以某种未指定的顺序进行处理,其将节点的核方法执行委托给设备对象。当节点完成执行时,依赖于此已完成节点的所有节点的计数都将减少。...图 4 插入发送/接收节点之前和之后 在运行时,发送和接收节点将会彼此协调如何在设备之间传输数据。这使我们能够把发送和接收的所有通信隔离出来,从而简化运行时(runtime)的其余部分。

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    机器学习基本概念,Numpy,matplotlib和张量Tensor知识进一步学习

    例子: 游戏玩家(如AlphaGo,下围棋) 自动驾驶汽车(学习如何在道路上导航) 其他学习类型 除了上述三种主要的学习类型,还有其他的学习方法,例如: 半监督学习:结合少量有标签数据和大量无标签数据来改善学习模型的性能...在PyTorch、TensorFlow等机器学习框架中,张量是这些框架中用于表示和操作数据的基本数据结构。它可以是一个标量(零维张量)、向量(一维张量)、矩阵(二维张量),甚至更高维的数据结构。...张量的常见操作 创建张量: 可以通过构造函数或特定的库函数(如PyTorch中的torch.tensor())来创建张量,初始化为特定的值或随机数。...# 创建等差张量 t = torch.arange(1, 10, 2) print(t) 使用torch.zeros()和torch.ones()创建全零张量和全一张量。...考虑一个简单的卷积神经网络(CNN)用于识别图像中的数字(如X和O): 输入数据表示: 图像数据通常以张量的形式输入神经网络。

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    告别选择困难症,我来带你剖析这些深度学习框架基本原理

    因此,大多数的深度学习框架也可以被用于非深度学习任务中(参见:https://www.tensorflow.org/tutorials/mandelbrot/)。...请注意:我是Theano的投稿者,因此可能在引用文献中倾向于它。话虽如此,theano是我访问过的网站中,关于所有框架信息最丰富的网站之一。 张量 张量是一个框架的核心所在。...这些操作可能很简单,如矩阵乘法(在sigmoids中)或更复杂,如卷积,池化或 LSTM。 ?...此外,由于您可以鸟瞰网络中将会发生的事情,因此图表类可以决定如何在分布式环境中部署时分配 GPU 内存(如编译器中的寄存器分配)以及在各种机器之间进行协调。 这有助于我们有效地解决上述三个问题。...这些可用于执行非常快速的矩阵(张量)操作,并可提供显着的加速。 还有许多其他软件包,如英特尔 MKL,ATLAS,它们也执行类似的功能。 选择哪一个是个人偏好。

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    01 TensorFlow入门(2)

    请记住,我们将这些操作添加到图表中,并告诉TensorFlow通过这些操作运行的张量。 虽然这可能现在看起来很冗长,但是有助于了解后续章节中的符号,当这种计算方式使得更容易实现我们的目标时。...在TensorFlow中,激活函数是作用于张量的非线性运算。 它们是以与之前的数学运算相似的方式操作的功能。 激活功能有很多用途,但是一些主要的概念是,在对输出进行规范化时,它们将非线性引入到图中。...])))  [ 0.26894143 0.5 0.7310586 ]         ** 我们应该意识到,一些激活函数不是以零为中心,如sigmoid。...如果激活函数在节点之间并在其间隐藏,那么我们想知道当我们通过它们时,范围可以对我们的张量产生影响。 如果我们的张量被缩放为零,我们将需要使用一个激活函数,保留尽可能多的变化在零附近。...这意味着我们想要选择激活函数,如双曲正切(tanh)或softsign。 如果张量被缩放为正数,那么我们理想地选择一个激活函数,保留正域中的方差。

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    TensorFlow与PyTorch在Python面试中的对比与应用

    本篇博客将深入浅出地探讨Python面试中与TensorFlow、PyTorch相关的常见问题、易错点,以及如何避免这些问题,同时附上代码示例以供参考。一、常见面试问题1....框架基础操作面试官可能会询问如何在TensorFlow与PyTorch中创建张量、定义模型、执行前向传播等基础操作。...准备如下示例:TensorFlowimport tensorflow as tf# 创建张量x = tf.constant([[1., 2.], [3., 4.]])y = tf.Variable(tf.random.normal...数据加载与预处理面试官可能询问如何使用TensorFlow与PyTorch的数据加载工具(如tf.data.Dataset、torch.utils.data.DataLoader)进行数据加载与预处理。...忽视动态图与静态图:理解TensorFlow的静态图机制与PyTorch的动态图机制,根据任务需求选择合适的框架。忽视GPU加速:确保在具备GPU资源的环境中合理配置框架,充分利用硬件加速。

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    Sklearn、TensorFlow 与 Keras 机器学习实用指南第三版(九)

    附录 C:特殊数据结构 在本附录中,我们将快速查看 TensorFlow 支持的数据结构,超出了常规的浮点或整数张量。这包括字符串、不规则张量、稀疏张量、张量数组、集合和队列。...稀疏张量 TensorFlow 还可以高效地表示稀疏张量(即包含大多数零的张量)。只需创建一个tf.SparseTensor,指定非零元素的索引和值以及张量的形状。...在每个FuncGraph中,节点(椭圆形)表示操作(例如,幂运算,常量,或用于参数的占位符如x),而边(操作之间的实箭头)表示将在图中流动的张量。...在 TF 函数中处理变量和其他资源 在 TensorFlow 中,变量和其他有状态对象,如队列或数据集,被称为资源。...让我们看看如何在 Keras 中使用 TF 函数。

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    深度学习|Tensorflow2.0基础

    矩阵(Matrix):n行m列实数的有序集合,如[[1,2],[3,4]],矩阵的维度是2。 张量(Tensor):当数据的维度大于2的时候,我们就可以把它称为张量了。...ps:在tensorflow中,为了表达方便,无论怎样的维度我们都称之为张量。...创建张量 在python中我们可以直接使用“=”的方式来创建数据,但是在Tensorflow中,为了能够使用其内部使用的函数,所以我们需要用Tensorflow中内置的函数来进行张量的创建。...转换成bool类型的时候,会将非零数字都视为True ''' tf.cast(a, tf.int32) 04 Tensorflow的待优化张量 为了区分需要计算梯度信息的张量与不需要计算梯度信息的张量...[3, 4]]) # var中的属性 aa.name, aa.trainable 05 Tensorflow创建张量 在Tensorflow中我们不仅能够从python列表创建张量,同样也可以从numpy

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    对比PyTorch和TensorFlow的自动差异和动态子类化模型

    这篇简短的文章重点介绍如何在PyTorch 1.x和TensorFlow 2.x中分别使用带有模块/模型API的动态子类化模型,以及这些框架在训练循环中如何使用AutoDiff获得损失的梯度并从头开始实现...模型 然后,我们将在TF和PyTorch中实现从零开始的线性回归模型,而无需使用任何层或激活器,而只需定义两个张量w和b,分别代表线性模型的权重和偏差,并简单地实现线性函数即可:y = wx + b...在TensorFlow训练循环中,我们将特别明确地使用GradientTape API来记录模型的正向执行和损失计算,然后从该GradientTape中获得用于优化权重和偏差参数的梯度。...no_grad api,最后将权重和bias参数的梯度归零。...在下面的代码片段中,我们将分别使用Tensorflow和PyTorch trainable_variables和parameters方法来访问模型参数并绘制学习到的线性函数的图。

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    不再让CPU和总线拖后腿:Exafunction让GPU跑的更快!

    在这篇博文中,研究者们将展示如何在 TensorFlow 中直接通过 GPU 内存传递模型输入和输出以进行模型推理,完全绕过 PCIe 总线和 CPU 内存。...首先,用户必须从会话中创建一个 tensorflow::CallableOptions 的实例,以指定哪些张量被传入和传出 GPU 内存而不是 CPU 内存。...此外,有必要指定内存将从哪个 GPU 中输入和获取。在这个例子中,为了简单起见,本文将把所有的输入和输出的张量(Tensor)放在第一个 GPU 上。...::Session::CallableHandle 的实例,这个类封装了如何在 GPU 上运行带有输入和输出的 TensorFlow 图的方法。...在这个例子中,本文将只使用 TensorFlow 内置的 GPU 分配器,但其实也是可以通过 tensorflow::TensorBuffer 接口将外部张量传入外部 GPU 缓冲区。

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    tensorflow_cookbook--preface

    第1章,TensorFlow入门,介绍了TensorFlow的主要对象和概念。 我们引入张量,变量和占位符。 我们还展示了如何使用TensorFlow中的矩阵和各种数学运算。...第3章,线性回归,重点是使用TensorFlow来探索各种线性回归技术,如戴明,套索,脊,弹性网和逻辑回归。 我们演示如何在TensorFlow计算图中实现每个。        ...第6章,神经网络涵盖了如何在TensorFlow中实现神经网络,从操作门和激活功能概念开始。然后我们显示一个浅层神经网络,并展示如何建立各种不同类型的图层。...我们通过解释和展示TensorFlow中的stylenet /神经风格和深层梦想算法来结束本章。         第9章,循环神经网络解释了如何在TensorFlow中实现复发神经网络(RNN)。...第10章,采用TensorFlow进行生产,提供了将TensorFlow移植到生产环境以及如何利用多台处理设备(如GPU)和设置分布在多台机器上的TensorFlow的提示和示例。

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    Tensorflow入门

    不同计算图上的张量和运算都不会共享。以下的代码示意了如何在不同计算图上定义和使用变量。...tensorflow中的计算图不仅仅可以用来隔离张量和计算,它还提供了管理张量和计算的机制。计算图可以通过tf.Graph.device函数来指定运行计算的设备。...在tensorflow程序中,所有的数据都是通过张量的形式来表示,从功能的角度上看,张量可以被简单的理解为多维数组,其中零阶张量表示标量(scalar),也就是一个数;第一阶张量为向量(vector),...但张量在tensorflow中的实现并不是直接采用数组的形式,它只是对Tensorflow中运算结果的引用。在张量中并没有真正保存数字,它保存的是如何得到这些数字的计算过程。...中的张量和numpy中的数组不同,tensorflow计算的结果不是一个具体的数字,而是一个张量的结构。

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