Подход JAX к фрагментации памяти включает в себя несколько стратегий, чтобы минимизировать его влияние на производительность. В отличие от традиционного управления памятью Python, JAX выделяет память на целевое устройство (GPU/TPU), а не на оперативную память хоста, что помогает уменьшить фрагментацию памяти, предварительно предложив значительную часть памяти устройства в начале операций [1] [3]. Эта преаллокация сводит к минимуму накладные расходы на распределение, но иногда может привести к ошибкам вне памяти, если не управляется должным образом [3] [5].
Для сравнения, другие рамки глубокого обучения, такие как Pytorch и Tensorflow, также управляют памятью на графических процессорах и TPU, но могут не предварительно такими агрессивными, как JAX. Например, Pytorch использует динамический вычислительный график, который может привести к более частым распределению памяти и сделкам, потенциально увеличивая фрагментацию [2]. Tensorflow, хотя и способный эффективно управлять памятью, часто опирается на свои собственные механизмы управления памятью, которые могут быть не такими агрессивными в предаллокации, как JAX.
Модель функционального программирования JAX поощряет использование неизменных структур данных, что помогает избежать утечек памяти и ненужных распределений, еще больше уменьшая фрагментацию [2] [6]. Кроме того, вставленные компиляции JAX (JIT) и возможности автоматической дифференциации повышают производительность за счет оптимизации вычислений и минимизации промежуточных буферов хранения [4].
В целом, подход JAX к фрагментации памяти предназначен для оптимизации производительности на аппаратных ускорителях путем минимизации накладных расходов распределения и способствующего эффективному повторному использованию памяти, что может быть выгодно по сравнению с другими структурами в определенных сценариях. Тем не менее, этот подход требует тщательного управления, чтобы избежать проблем с неэффективной памятью.
Цитаты:[1] https://app.studyraid.com/en/read/11969/381958/memory-management-best-ractices
[2] https://www.newhorizons.com/resources/blog/jax-vs-pytorch-compring-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_profiling.html
[8] https://arxiv.org/html/2411.02797