JAXは、これらのデバイスの固有のアーキテクチャと設計により、TPUと比較してGPUでメモリの断片化を異なる方法で処理します。
GPUのメモリフラグメンテーション
- 事前ロケーション戦略:Jaxは、最初の操作が実行されたときにデフォルトでGPU総メモリの75%をPreallocateします。この戦略は、割り当てのオーバーヘッドとメモリの断片化を最小限に抑えますが、適切に管理されていなければ、メモリ外エラーにつながる可能性があります[1] [3]。
- メモリの断片化の問題:GPUには複雑なメモリ階層があり、メモリの断片化の問題を悪化させる可能性があります。この複雑さにより、Jaxが断片化せずにメモリを効率的に管理することが困難になります[6]。
- 自動解凍の欠如:TPUとは異なり、GPUにはJAXに組み込みの自動メモリの脱線がありません。このような機能の実装は考慮されますが、現在計画されていません[7]。
TPUのメモリフラグメンテーション
- 単純化されたメモリ階層:TPUは、GPUに比べてより単純なメモリ階層を持っています。これにより、メモリの断片化の重要な問題が低下します[6]。
- 自動メモリの解体:TFRT TPUバックエンドは、自動メモリの解体をサポートします。これは、効率的なメモリ使用量の維持に役立ち、断片化を削減します[7]。
- シーケンシャル処理:TPUプロセスデータは、GPU [8]の並列処理と比較して、より予測可能なメモリ使用パターンと潜在的に断片化が少なくなる可能性があります。
全体として、GPUでのJaxのメモリ管理は、自動脱包液と複雑なGPUメモリ階層がないため、断片化する傾向がありますが、TPUは、組み込みの脱レグメント機能を備えたより合理化されたアプローチを提供します。
引用:[1] https://jax.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[2] https://arxiv.org/pdf/2309.07181.pdf
[3] https://kolonist26-jax-kr.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[4] https://proceedings.neurips.cc/paper_files/paper/2023/file/42c40aff7814e9796266e12053b1c610-paper-conference.pdf
[5] https://docs.jax.dev/en/latest/device_memory_profiling.html
[6] https://massedcompute.com/faq-answers/?question=how+do+ nvidia+gpus++memory+fragmentation+compared+to++tpus%3f
[7] https://github.com/google/jax/issues/9064
[8] https://docs.jax.dev/en/latest/pallas/tpu/details.html
[9] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-practics