TFJS中渴望风格的性能成本是多少？

Posted 2021-04-03

论文TENSORFLOW.JS: MACHINE LEARNING FOR THE WEB AND BEYOND说：

由于我们设计目标的一个重要部分是优先考虑易用性而非性能，因此TensorFlow.js支持渴望的差异化风格。

一般来说，我们谈论的是什么样的性能影响？它取决于型号吗？是否存在完全没有性能差异的情况？

答案

声明（a.k.a.，延迟执行，图形模式）编程范例的主要性能优势类似于TensorFlow v1（Python）的默认图模型中的范例，它来自以下方面：

• 将整个模型推送到C ++层，与解释或非编译语言（如Python和javascript）相比，执行开销要低得多
• 并行执行模型计算图的独立路径。一个例子是由许多独立的输入塔组成的模型。这些塔可以在CPU的不同核心或同一主机的多个GPU上同时执行。
• 由于整个模型在执行开始之前就已知，因此C ++执行引擎可以对模型的计算图执行一整套优化。举几个例子： 常量折叠：图形的子树只包含在常量节点上的无状态确定性操作，可以折叠成单个常量节点 操作融合：在某些情况下，计算图的一些相邻节点（ops）可以由数学上等效但计算上更有效的节点替换。 修剪：一些计算图包含对最终输出没有贡献的节点。图模型执行引擎可以预先看到并阻止这些节点执行。
• 及时（JIT）编译：图形执行引擎可以获取整个图形并将其编译为较低级别的表示，该表示涉及较低的调度开销，并且更适合在可用硬件上执行高性能（例如，CUDA程序）对于NVIDIA或兼容的GPU，Google TPU的特殊说明，甚至WebGL的着色器程序等。）

图模式TensorFlow支持所有上述优化。有关更多详细信息，请访问Google“grappler”和“XLA”。

TensorFlow.js采用命令式（a.k.a.，eager）范式，主要基于可用性考虑。这类似于TensorFlow急切执行，PyTorch和NumPy。因此，它没有提供所有上述优化机会。

但是，要意识到有一些方法可以从命令式程序中获取计算图形（参见TensorFlow v2的tf.function decorator和JAX）。 TensorFlow.js没有理由不采用类似的范例来提升性能。只是产品团队尚未明确表达对该功能进行优先排序的需求。