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TensorFlow 2.9上線:oneDNN改進實現CPU性能優化,WSL2開箱即用

來源: 責編: 時間:2023-08-07 16:30:18 329觀看
導讀 昨日,TensorFlow 官方宣布:TensorFlow 2.9 來了!距離上次 2.8 版本 的更新僅僅過去三個月。新版本亮點包括如下:oneDNN 的性能改進;DTensor 的發布,這是一種新 API,可用于從數據并

昨日,TensorFlow 官方宣布:TensorFlow 2.9 來了!距離上次  2.8 版本 的更新僅僅過去三個月。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

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新版本亮點包括如下:D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

oneDNN 的性能改進;DTensor 的發布,這是一種新 API,可用于從數據并行無縫遷移到模型并行;對核心庫進行了改進,包括 Eigen、tf.function 統一以及對 Windows 的 WSL2 的新支持;還為 tf.function retracing 和 Keras 優化器發布了新的實驗性 API。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

下面讓我們來看看 TensorFlow 2.9 具體的改進都有哪些。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

TensorFlow 2.9 新特性提高 CPU 性能:oneDNND0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

TensorFlow 已經與英特爾合作,將 oneDNN 性能庫與 TensorFlow 集成,以實現在英特爾 CPU 上的最高性能。從 TensorFlow 2.5 以來,TensorFlow 已經對 oneDNN 進行了實驗性支持,它可以提供高達 4 倍的性能提升。在 TensorFlow 2.9 中,默認在 Linux x86 包和具有神經網絡硬件功能(如 AVX512_VNNI、AVX512_BF16、AMX 等)的 CPU 上啟用 oneDNN 優化,這些功能可在 Intel Cascade Lake 和更新的 CPU 上找到。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

英特爾表示:我們很高興與 GoogleAI 合作,將 oneDNN 庫作為 TensorFlow 2.9 中的默認后端 CPU 優化!TensorFlow 用戶現在將看到由我們的開放軟件優化驅動的 AI 性能加速,無需更改代碼!D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

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在啟用 oneDNN 優化的情況下運行 TensorFlow 的用戶,可能會觀察到與關閉優化時略有不同的數值結果,這是因為浮點舍入方法和順序不同,可能會產生輕微的誤差。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果上述情況給你帶來麻煩,請在運行 TensorFlow 程序之前通過設置 TF_ENABLE_ONEDNN_OPTS=0 來關閉優化。假如你要重新啟用它們,請在運行 TensorFlow 程序之前設置 TF_ENABLE_ONEDNN_OPTS=1。要驗證優化是否啟用,請在程序日志中查找以 oneDNN custom operations are on 開頭的消息。 D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

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DTensorD0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

DTensor 是一種新的 TensorFlow API,可用于分布式模型處理,它允許模型無縫地從數據并行遷移到基于單程序多數據(SPMD)的模型并行。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

DTensor 的核心設計原則如下:D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

設備無關 API:這允許在 CPU、GPU 或 TPU 上使用相同的模型代碼,包括跨設備類型劃分的模型;多客戶端執行:移除 coordinator 并讓每個任務驅動其本地連接的設備,從而允許在不影響啟動時間的情況下擴展模型;global perspective VS per-replica:傳統上使用 TensorFlow,分布式模型代碼是圍繞 replicas 編寫的,但使用 DTensor,模型代碼是從 global perspective 編寫的,每個 replica 代碼由 DTensor 運行時生成和運行。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

TensorFlow 官方已經開發了幾個關于 DTensor 的入門教程,參考資料如下:D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

DTensor 概念:https://www.tensorflow.org/guide/dtensor_overview帶有 DTensors 分布式 ML:https://www.tensorflow.org/tutorials/distribute/dtensor_ml_tutorial將 DTensors、Keras 聯合使用:https://www.tensorflow.org/tutorials/distribute/dtensor_keras_tutorialtf.function 的 TraceTypeD0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

新版本已經改進了 tf.function 回溯(retraces)方式,使其更簡單、可預測和可配置。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

所有關于 tf.function 的參數被分配一個 tf.types.experimental.TraceType。自定義用戶類可以使用跟蹤協議(tf.types.experimental.SupportsTracingProtocol)聲明一個 TraceType。TraceType 系統使理解追溯規則變得很容易。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

支持 WSL2D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

WSL2 允許開發人員直接在 Windows 上運行 Linux 環境,而不需要傳統虛擬機或雙啟動設置。TensorFlow 現在支持 WSL2 開箱即用,包括 GPU 加速。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

確定性行為D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

API tf.config.experimental.enable_op_determinism 使得 TensorFlow 的 op 是確定性的。確定性意味著如果用戶使用相同的輸入多次運行一個 op,則 op 每次都返回完全相同的輸出,這對于調試模型很有用。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

通常來講,許多 op 是不確定的,因為在 op 中使用了線程,這些線程可以以不確定的順序添加浮點數。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

TensorFlow 2.8 引入了一個 API 來使 op 具有確定性,TensorFlow 2.9 在某些情況下提高了確定性性能。如果你希望 TensorFlow 模型確定性地運行,只需將以下內容添加到程序的開頭:D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

tf.keras.utils.set_random_seed(1)D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com
tf.config.experimental.enable_op_determinism()D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

第一行設置 Python、NumPy 和 TensorFlow 的隨機種子,這是確定性所必需的。第二行使每個 TensorFlow op 具有確定性。請注意,確定性通常是以降低性能為代價的,因此當啟用 op 確定性時,你的模型可能會運行得更慢。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

使用 Keras 優化訓練D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

TensorFlow 2.9 中添加了 Keras Optimizer API 的新實驗版本,即 tf.keras.optimizers.experimental。該 API 提供更統一和擴展的內置優化器目錄,用戶可以更輕松地定制和擴展。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

在未來的版本中,tf.keras.optimizers.experimental.Optimizer(及子類)將取代 tf.keras.optimizers.Optimizer(及子類),這意味著使用舊版本 Keras 優化器的工作流將自動切換至新的優化器。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

如下為新優化器類的一些亮點:D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

一些模型的訓練速度越來越快;更易于編寫自定義優化器;內置對模型權重移動平均的支持(Polyak 平均)。D0g28資訊網——每日最新資訊28at.com

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