JAX和TensorFlow都是用于大规模矩阵操作的强大库,但它们以不同的方式处理这些操作,从而导致了独特的性能特征。
jax
JAX由于其矢量化功能和即时(JIT)汇编而特别擅长处理大型矩阵操作。 JAX中的“ VMAP”函数可以通过同时应用跨数据的操作来进行有效的批处理处理,这对矩阵乘法和其他元素转换非常有益[1]。这种矢量化与JIT汇编相结合,使JAX能够利用GPU和TPU等硬件加速度,从而显着改进性能[1] [2]。
JAX的设计利用XLA(加速线性代数)进行编译,这需要静态形状,但提供了高度优化的机器代码[4]。这使JAX在涉及矩阵乘法的情况下特别具竞争力,通常在此类任务中表现出色[2]。
TensorFlow
另一方面,TensorFlow提供了更广泛的功能,并在机器学习社区中广泛采用。尽管它支持大规模矩阵操作,但其性能可能会因特定的实现和硬件而异。 Tensorflow的强度在于其对高级神经网络API的广泛支持,这可能会导致使用这些API时,尤其是在GPU上[2]时会导致更快的执行时间。
但是,当仅限于矩阵乘法操作时,张力流往往比jax慢,尤其是在使用诸如`mulmul'之类的较低级别的API时[2]。 Tensorflow的性能可以通过使用其高级神经网络层来提高,但这可能并不总是适用于纯矩阵操作。
##比较摘要
- 矩阵乘法中的性能:JAX通常优于矩阵乘法任务中的张力,尤其是在利用JIT编译和矢量化时[2]。
- 矢量化和JIT:JAX的“ VMAP”和JIT功能为批处理操作提供了显着的性能提升,这是某些任务的关键优势[1] [2]。
- 硬件利用率:两个库都可以使用GPU和TPU,但是JAX的设计对这些加速器特别优化,尤其是在矩阵操作中[1] [5]。
- 一般用例:TensorFlow提供了更广泛的功能集,并且对于复杂的神经网络模型而言更具用途,而JAX在矩阵分解和批处理处理等特定任务中擅长[5] [8]。
[1] https://apxml.com/courses/getting-with-with-jax/chapter-4-vectorization-with-jax/batch-processing
[2] https://www.exxactcorp.com/blog/Deep-Learning/accelerated-automatic-differentiation-with-jax-how-does-it-stack-up-against-autograd-tensorflow-and-pytorch
[3] https://github.com/google/jax/discussions/19677
[4] https://stackoverflow.com/questions/66711706/jax-jit-and-and-dynamic-shapes-a-regression-from-tensorflow
[5] https://arxiv.org/abs/2112.02194
[6] https://github.com/google/jax/blob/main/jax/jax/experiention/jax2tf/readme.md
[7] https://docs.jax.dev/en/latest/pallas/tpu/matmul.html
[8] https://www.reddit.com/r/machinelearning/comments/1b08qv6/d_is_it_it_it_worth_switching_to_jax_jax_from/