Função de `vmap` no processamento de lote paralelo com Jax
`vmap` (mapa vetorizado) é uma função crucial no JAX que permite o processamento eficiente em lote, vetorizando operações. Ele permite que os desenvolvedores apliquem uma função em lotes de dados sem precisar de loops explícitos, o que simplifica o código e aprimora o desempenho computacional. Isso é particularmente útil para operações como multiplicações de matriz ou transformações em elementos que se estendem naturalmente por matrizes.
como `vmap` funciona
- Vectorização: `vmap` transforma uma função em uma versão em lotes adicionando uma dimensão em lote a todas as operações primitivas dentro da função. Esse processo envolve a conversão da função em uma representação intermediária JAX (JAXPR), que é otimizada para execução em aceleradores como GPUs e TPUs [8].
- Execução paralela: embora o próprio `vmap` não paralalize em vários dispositivos, ele aproveita as otimizações subjacentes de Jax para execução paralela em um único dispositivo. Isso significa que ele pode explorar acelerações de hardware para obter melhorias significativas de desempenho, especialmente em aplicativos de aprendizado de máquina, onde os dados são normalmente processados em grandes lotes [1] [2].
- Eficiência: `vmap` produz resultados idênticos às operações em lote manualmente, como as usadas em Numpy, Pytorch ou Tensorflow. A eficiência do `VMAP` reside em sua capacidade de transformar automaticamente modelos em versões em lote sem exigir reescrita manual, tornando -a uma ferramenta conveniente para o processamento em lote [2].
combinando `vmap` com outras funções JAX
-Compilação just-in-time (JIT): Combinando `vmap` com a compilação JIT da JAX (` JAX.JIT`) pode melhorar ainda mais o desempenho. O JIT compila funções em código de máquina altamente otimizado, que, quando usado ao lado de `VMAP`, fornece a máxima eficiência, alavancando otimizações de vetorização e compilação [1].
- paralelização com `pmap`: enquanto` vmap` vectoriza em um único dispositivo, o JAX também fornece `pmap` para cálculos paralelizantes em vários dispositivos. Isso permite recursos de paralelização mais extensos quando necessário [7].
Em resumo, o `vmap` desempenha um papel vital no JAX, simplificando o processamento de lote por meio da vetorização, essencial para a computação eficiente em aprendizado de máquina e aplicações numéricas de computação.
Citações:[1] https://apxml.com/courses/getting-started-with-jax/chapter-4-vectorization-with-jax/batch-processing
[2] https://stackoverflow.com/questions/75020544/is-vmap-e comefficiente-as-as-pared to-batched-ops
[3] https://willwhitney.com/parallel-trening-jax.html
[4] https://pyimagearch.com/2023/02/27/learning-jax-in-2023-part-2-jaxs-power-tools-grad-jit-vmap-and-pmap/
[5] https://docs.jax.dev/en/latest/sharded-computation.html
[6] https://www.kaggle.com/code/aakashnain/tf-jax-tutorials-part-8-vmap-pmap
[7] https://stackoverflow.com/questions/76536601/jax-vmap-vs-pmap-vs-python-multiprocessing
[8] https://livebook.manning.com/book/deep-learning-with-jax/chapter-7/v-10/