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In che modo VMAP interagisce con la compilation just-in-time di Jax


La compilation "VMAP" di Jax e la compilation just-in-time (JIT) sono entrambi strumenti potenti per ottimizzare le prestazioni nei calcoli numerici. Ecco come interagiscono:

interazione tra `vmap` e jit

- Vettorizzazione vs. compilation: `VMAP` viene utilizzato principalmente per le funzioni di vettoriale, il che significa applicare una funzione in termini di elementi attraverso una o più dimensioni di un array. Questo processo elimina la necessità di anelli di pitone espliciti, migliorando la leggibilità e le prestazioni sfruttando ottimizzazioni hardware come GPU e TPU [1] [3].

- Compilation JIT: Jit, d'altra parte, compila Python Funzioni in esecutibili ottimizzati XLA, aumentando significativamente le prestazioni traducendo il codice Python in una forma che può essere eseguita in modo più efficiente sull'hardware [4] [8].

- Combinando `vmap` e jit: mentre` vmap` stesso non esegue intrinsecamente la compilation JIT, può essere utilizzato insieme a JIT per ottimizzare ulteriormente le prestazioni. Una volta che una funzione viene vettorializzata usando `vmap`, l'applicazione di JIT può compilare la funzione vettoriale, portando a tempi di esecuzione ancora più veloci. Questa combinazione è particolarmente efficace per le operazioni che possono essere parallelizzate su più dispositivi, come GPU o TPU [4] [5].

- Concretizzazione e argomenti statici: sia VMAP` che JIT richiedono un'attenta gestione degli argomenti statici e delle dimensioni dell'array. `VMAP` può incontrare problemi simili a JIT quando si tratta di dimensioni dinamiche, in quanto potrebbe richiedere input di dimensioni costanti per evitare errori di concretizzazione. Usando `in_axes` e specificare gli argomenti statici come` nessuno` può aiutare a gestire questi vincoli [2] [3].

In sintesi, `vmap` e jit sono strumenti complementari in Jax. `VMAP` trasforma le funzioni in forme vettoriali che possono essere eseguite in modo efficiente su hardware moderno, mentre JIT compila queste funzioni per ulteriori guadagni delle prestazioni. La combinazione di entrambe le tecniche può portare a calcoli numerici altamente ottimizzati ed efficienti.

Citazioni:
[1] https://apxml.com/courses/getting-started-with-jax/chapter-4-vectorization-with-jax/jax-vmap-function
[2] https://stackoverflow.com/questions/77427904/jax-vmap-jit-behind-thescenes
[3] https://docs.jax.dev/en/latest/_autosummary/jax.vmap.html
[4] https://www.tensorops.ai/post/should-i-switch-from-numpy-to-jax-1
[5] https://pyimagesearch.com/2023/02/27/learning-jax-in-2023-part-2-jaxs-power-tools-grad-jit-vmap-bmap/
[6] https://jiayiwu.me/blog/2021/04/05/learning-about-jax-axes-in-vmap.html
[7] https://stackoverflow.com/questions/66548897/jax-vmap-behaviour
[8] https://www.shakudo.io/blog/a-quick-introduction-to-jax
[9] https://dinocausevic.com/2023/06/13/jax-vmap/