PyTorch&TensorFlow跑分对决：哪个平台运行NLP模型推理更快

　　晓查 发自 凹非寺

　　量子位 报道 | 公众号 QbitAI

　　关于PyTorch和TensorFlow谁更好的争论，从来就没有停止过。

　　开源社区的支持度、上手的难易度都是重要的参考。还有人说：学术界用PyTorch，工业界用TensorFlow。

　　然而还有一项不可忽略的因素，就是二者的实际性能。

　　没关系，不服跑个分？！

　　最近，一位来自“Huggingface”的工程师，使用了NLP中的Transformer模型，分别在两大平台上测试了一组推理速度。

　　虽然Huggingface只是一家创业公司，但是在NLP领域有着不小的声誉，他们在GitHub上开源的项目，只需一个API就能调用27个NLP模型广受好评，已经收获1.5万星。

　　PyTorch和TensorFlow究竟哪个更快？下面用详细评测的数据告诉你。

　　运行环境

　　作者在PyTorch 1.3.0、TenserFlow2.0上分别对CPU和GPU的推理性能进行了测试。

　　两种不同的环境中具体硬件配置如下：

　　CPU推理：使用谷歌云平台上的n1-standard-32硬件，即32个vCPU、120GB内存，CPU型号为2.3GHz的英特尔至强处理器。

　　GPU推理：使用谷歌云平台上的定制化硬件，包含12个vCPU、40GB内存和单个V100 GPU（16GB显存）。

　　在测试过程中使用本地Python模块的timeit来测量推理时间。每个实验重复30次，然后对这30个值取平均值，获得平均推理时间。

　　NLP模型的Batch Size设置为分别设置为1、2、4、8，序列长度为8、64,、128、256、512、1024。

　　测试结果

　　话不多说，先上跑分结果：

　　在大多数情况下，这两个平台都能获得相似的结果。与PyTorch相比，TensorFlow在CPU上通常要慢一些，但在GPU上要快一些：

　　在CPU上，PyTorch的平均推理时间为0.748s，而TensorFlow的平均推理时间为0.823s。

　　在GPU上，PyTorch的平均推理时间为0.046s，而TensorFlow的平均推理时间为0.043s。

　　以上的数据都是在所有模型总的平均结果。结果显示，输入大小（Batch Size×序列长度）越大，对最终结果的影响也越大。

　　当输入太大时，PyTorch会出现内存不足的情况。作者把这些部分从结果中删除，因此这会使结果偏向PyTorch。

　　总的来说，PyTorch模型比TensorFlow模型更容易耗尽内存。除了Distilled模型之外，当输入大小达到8的Batch Size和1024的序列长度时，PyTorch就会耗尽内存。

　　至于更完整详细的清单，请参阅文末的Google文档链接。

　　两大平台的加速工具

　　除了初步的测试，作者还用上两个平台独有的加速工具，看看它们对模型推理速度有多大的提升。

　　TorchScript是PyTorch创建可序列化模型的方法，让模型可以在不同的环境中运行，而无需Python依赖项，例如C++环境。

　　TorchScript似乎非常依赖于模型和输入大小：

　　使用TorchScript可以在XLNet上产生永久的性能提升，而在XLM上使用则会不可靠；

　　在XLM上，TorchScript可以提高较小输入时的性能，但会降低较大输入时的性能。

　　平均而言，使用TorchScript跟踪的模型，推理速度要比使用相同PyTorch非跟踪模型的快20％。

　　XLA是可加速TensorFlow模型的线性代数编译器。作者仅在基于TensorFlow的自动聚类功能的GPU上使用它，这项功能可编译一些模型的子图。结果显示：

　　启用XLA提高了速度和内存使用率，所有模型的性能都有提高。

　　大多数基准测试的运行速度提升到原来的1.15倍。在某些极端情况下，推理时间减少了70％，尤其是在输入较小的情况下。

　　最后，作者还在Google文档的列表里还加入了“训练”选项卡，或许不久后就能看到两大平台上的训练测试对比，唯一挡在这项测试面前的障碍可能就是经费了。

　　传送门

　　原文链接：

　　https://medium.com/huggingface/benchmarking-transformers-pytorch-and-tensorflow-e2917fb891c2

　　完整跑分清单：

　　https://docs.google.com/spreadsheets/d/1sryqufw2D0XlUH4sq3e9Wnxu5EAQkaohzrJbd5HdQ_w/edit#gid=0

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