Podejście Jaxa do fragmentacji pamięci wiąże się z kilkoma strategiami, aby zminimalizować jej wpływ na wydajność. W przeciwieństwie do tradycyjnego zarządzania pamięcią Pythona, JAX przydziela pamięć na urządzeniu docelowym (GPU/TPU) zamiast w pamięci RAM hosta, co pomaga zmniejszyć fragmentację pamięci poprzez preallokowanie znacznej części pamięci urządzenia na początku operacji [1] [3]. Ta preallokacja minimalizuje koszty ogólne alokacji, ale czasami może prowadzić do błędów poza pamięcią, jeśli nie jest właściwie zarządzana [3] [5].
Dla porównania, inne ramy głębokiego uczenia się, takie jak Pytorch i TensorFlow, również zarządzają pamięcią na GPU i TPU, ale mogą nie prealokować tak agresywnie jak Jax. Na przykład Pytorch używa dynamicznego wykresu obliczeniowego, który może prowadzić do częstszych alokacji pamięci i defaktacji, potencjalnie zwiększającej fragmentację [2]. TensorFlow, choć jest w stanie skutecznie zarządzać pamięcią, często opiera się na własnych mechanizmach zarządzania pamięcią, które mogą nie być tak agresywne w preallokacji jak Jax.
Model programowania funkcjonalnego JAX zachęca do stosowania niezmiennych struktur danych, co pomaga uniknąć wycieków pamięci i niepotrzebnych alokacji, co dodatkowo zmniejszając fragmentację [2] [6]. Ponadto możliwości kompilacji JAX Just-in-Time (JIT) i automatyczne różnicowanie zwiększają wydajność poprzez optymalizację obliczeń i minimalizującą pośrednie bufory pamięci [4].
Ogólnie rzecz biorąc, podejście Jaxa do fragmentacji pamięci zostało zaprojektowane w celu optymalizacji wydajności akceleratorów sprzętowych poprzez minimalizowanie kosztów alokacji i promowanie wydajnego ponownego użycia pamięci, co może być korzystne w innych ramach w niektórych scenariuszach. Takie podejście wymaga jednak starannego zarządzania, aby uniknąć problemów poza pamięcią.
Cytaty:[1] https://app.stuturyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-practices
[2] https://www.newhorizons.com/resources/blog/jax-vs-pitorch-comparing-two-deep-learning-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-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_profiing.html
[8] https://arxiv.org/html/2411.02797