L'approccio di Jax alla frammentazione della memoria comporta diverse strategie per ridurre al minimo il suo impatto sulle prestazioni. A differenza della tradizionale gestione della memoria di Python, JAX alloca la memoria sul dispositivo di destinazione (GPU/TPU) piuttosto che nella RAM host, che aiuta a ridurre la frammentazione della memoria preallocando una parte significativa della memoria del dispositivo all'inizio delle operazioni [1] [3]. Questa preallocazione riduce al minimo le spese generali di allocazione, ma a volte può portare a errori fuori memoria se non gestiti correttamente [3] [5].
In confronto, altri quadri di apprendimento profondo come Pytorch e Tensorflow gestiscono anche la memoria su GPU e TPU ma potrebbero non essere preallocate in modo aggressivo come Jax. Pytorch, ad esempio, utilizza un grafico computazionale dinamico, che può portare a allocazioni di memoria più frequenti e deallocazioni, aumentando potenzialmente la frammentazione [2]. Tensorflow, sebbene in grado di gestire la memoria in modo efficiente, spesso si basa su meccanismi di gestione della memoria che potrebbero non essere così aggressivi nella preallocazione come JAX.
Il modello di programmazione funzionale di Jax incoraggia l'uso di strutture di dati immutabili, che aiutano a evitare perdite di memoria e allocazioni non necessarie, riducendo ulteriormente la frammentazione [2] [6]. Inoltre, le capacità di compilazione just-in-time (JIT) di Jax e le capacità di differenziazione automatica migliorano le prestazioni ottimizzando i calcoli e minimizzando i buffer di archiviazione intermedi [4].
Nel complesso, l'approccio di Jax alla frammentazione della memoria è progettato per ottimizzare le prestazioni sugli acceleratori hardware minimizzando le spese generali di allocazione e promuovendo un efficiente riutilizzo della memoria, che può essere vantaggioso rispetto ad altri quadri in alcuni scenari. Tuttavia, questo approccio richiede un'attenta gestione per evitare problemi fuori memoria.
Citazioni:[1] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-practices
[2] https://www.newhorizons.com/resources/blog/jax-vs-pytorch-comparing-two-deep-rearning-frameworks
[3] https://jax.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[4] https://www.assemblyai.com/blog/why-you-should-or-shouldnt-be-using-using-jax-in-2023/
[5] https://kolonist26-jax-kr.readthedocs.io/en/latest/gpu_memory_allocation.html
[6] https://www.kdnuggets.com/KERAS-VS-JAX-A-COMPARISON
[7] https://docs.jax.dev/en/latest/device_memory_profiling.html
[8] https://arxiv.org/html/2411.02797