Το σύστημα επαναχρησιμοποίησης μνήμης του JAX έχει σχεδιαστεί για να βελτιστοποιεί την κατανομή μνήμης και να μειώσει τις περιττές κατανομές μνήμης, ιδιαίτερα όταν εργάζεστε με υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας σε συσκευές επιταχυντών όπως GPU και TPU. Δείτε πώς λειτουργεί:
1. Lifetimes Tracking Array: Ο Jax παρακολουθεί τις ζωές των συστοιχιών για να προσδιορίσει πότε η μνήμη μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί με ασφάλεια. Αυτό σημαίνει ότι μόλις δεν χρειαστεί πλέον ένας πίνακας, η μνήμη του μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για άλλες λειτουργίες.
2. Μηχανισμός επαναχρησιμοποίησης μνήμης: Κατά την εκτέλεση υπολογισμών, ο Jax προσπαθεί να επαναχρησιμοποιήσει μπλοκ μνήμης από ενδιάμεσες συστοιχίες που δεν χρειάζονται πλέον. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείται ένας ενδιάμεσος πίνακας σε έναν υπολογισμό και στη συνέχεια απορριφθεί, ο Jax θα προσπαθήσει να επαναχρησιμοποιήσει τη μνήμη του για επακόλουθες λειτουργίες. Αυτό είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό όταν χρησιμοποιείτε το `jax.jit` για να καταρτίσετε λειτουργίες, καθώς βοηθά στην ελαχιστοποίηση των κατανομών μνήμης κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων υπολογισμών.
3. Δωρεά buffer: Μια άλλη πτυχή της επαναχρησιμοποίησης μνήμης στο JAX είναι η δωρεά buffer. Αυτό περιλαμβάνει τον προσδιορισμό ότι ορισμένα buffer εισόδου μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για να συγκρατούν τις τιμές εξόδου εάν ταιριάζουν με το σχήμα και τον τύπο. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας την παράμετρο `donate_argnums` σε λειτουργίες όπως το` jax.pmap` ή το `jax.jit`. Με τη δωρεά buffers, το JAX μπορεί να αποφύγει την κατανομή νέας μνήμης για εξόδους, μειώνοντας έτσι τη συνολική χρήση της μνήμης.
4. Κατανομή μνήμης συσκευής: Η JAX διαθέτει μνήμη στη συσκευή προορισμού (π.χ. GPU ή TPU) και όχι στον κνήμη κεντρικού υπολογιστή. Αυτή η στρατηγική κατανομής είναι βελτιστοποιημένη για να ελαχιστοποιηθεί ο κατακερματισμός της μνήμης και η μείωση των γενικών εξόδων κατανομής, ειδικά όταν η μνήμη προ -εκμετάλλευσης για λειτουργίες.
Συνολικά, το σύστημα επαναχρησιμοποίησης μνήμης του JAX βοηθά στη βελτιστοποίηση της απόδοσης ελαχιστοποιώντας τις περιττές κατανομές μνήμης και την εξασφάλιση της αποτελεσματικής χρήσης της μνήμης της συσκευής, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας.
Αναφορές:[1] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-practices
[2] https://docs.jax.dev/en/latest/faq.html
[3] https://stackoverflow.com/questions/74628777/why-does-gpu-memory-increase-when-recreating-and-reassigning-a-jax-numpy-array-t
[4] https://github.com/google/jax/discussions/8056
[5] https://docs.jax.dev/en/latest/device_memory_profiling.html
[6] https://news.ycombinator.com/item?id=29128998
[7] https://jax.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[8] https://www.kaggle.com/code/goktugguvercin/automal-differentiation-in-jax