PyTorch vs. TensorFlow之一个月用户体验

本文通过一位从TensorFlow转用PyTorch的作者的经验分享,从安装、使用、文档、社区及工具等方面对比了两种深度学习框架。PyTorch安装简便、使用直观,并在某些场景下展现出更好的性能。

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本文作者之前是 TensorFlow 的用户,最近开始使用 PyTorch。经过一个月的使用之后,他将自己的体验写了出来。文章从安装、使用、文档、社区、工具五个方面对 PyTorch 和 TensorFlow 进行了对比。


我之前是 TensorFlow 的用户,但是加入英伟达之后,我们决定转向 PyTorch(出于测试的目的)。以下是我的一些体验。

安装

PyTorch 的安装轻松直接,可以通过 PIP 或数据源安装。PyTorch 还提供 Docker 镜像,可用作项目的基图像。


PyTorch 没有专门的 CPU 版本和 GPU 版本,这一点与 TensorFlow 不同。这使安装更加便捷,但是如果你想同时支持 CPU 和 GPU 的使用,它需要生成更多代码。


需要注意的是,PyTorch 暂时无法提供官方的 Windows 分发。现在有非官方的 Windows 端口,但是并未得到 PyTorch 的支持。

使用

PyTorch 提供 Python 式的 API。这与 TensorFlow 不同,在 TensorFlow 中你需要先定义所有张量和图,再在会话中使用。


我认为,这将使代码变得更长,但是更简洁易懂。PyTorch 图必须在从 PyTorch nn.Module 类中继承的类中进行定义。图运行时会调用一个 forward() 函数。用这种「约定优于配置」方法,图的位置通常是已知的,且变量不用在后面的代码中进行定义。


这种「新」方法需要一些时间来适应,但是我认为,如果你在深度学习之外的领域中使用过 Python,那么你会发现这种方法非常直观。


根据一些评价,PyTorch 还在大量模型中展示了优于 TensorFlow 的性能。

文档

文档在大多数情况下是完整的。我查找函数或模块的定义时,从未失败过。TensorFlow 文档中所有的函数都在同一页,PyTorch 不同,它每个模块使用一页。如果你习惯了用 TensorFlow 查找函数的话,这可能有点难。

社区

很明显,PyTorch 社区没有 TensorFlow 社区大。但是,很多人喜欢在闲暇时间使用 PyTorch,即使在工作时间仍使用 TensorFlow。我认为如果 PyTorch 脱离 Beta,这种情况可能会有所改变。

当前,精通 PyTorch 的人仍然很少。


这个社区足够大,官方论坛的问题会得到快速回答,这样大量很棒的神经网络的示例实现就会被翻译成 PyTorch。

工具和助手

即使 PyTorch 提供大量的工具,但还缺少一些非常有用的工具。其中之一就是 TensorFlow 的 TensorBoard。这使得可视化稍微有点困难。


PyTorch 还缺少很多常用助手,比起 TensorFlow,这要求 PyTorch 用户更多依靠自己写代码。

结论

PyTorch 是 TensorFlow 的重要替代方案。由于 PyTorch 还在 Beta 中,所以我期待 PyTorch 的易用性、文档和性能都能够有更多改变和改进。


PyTorch 是很 Python 式的,用起来很舒适。它的社区和文档都很优秀,据说它还比 TensorFlow 稍快一点。


但是,PyTorch 社区与 TensorFlow 社区相比较小,且缺少很多有用的工具,如 TensorBoard。


原文链接:https://medium.com/towards-data-science/pytorch-vs-tensorflow-1-month-summary-35d138590f9

### PyTorchTensorFlow 的性能、易用性和生态系统对比 #### 性能对比 TensorFlow 是由 Google 开发的深度学习框架,以其强大的分布式计算能力和高效的生产环境支持著称。它提供了高度优化的 C++ 后端来加速模型训练和推理过程[^1]。相比之下,PyTorch 更加注重动态图机制(Dynamic Computational Graph),这使得调试更为直观方便,但在某些特定的大规模分布式任务中可能稍逊于 TensorFlow 的静态图模式。 然而,在现代版本中,PyTorch 推出了 JIT 编译器(Just-In-Time Compiler)用于提升运行效率并缩小与 TensorFlow 在部署方面的差距[^2]。因此,对于高性能需求的应用场景来说,两者都可以胜任;只是当涉及到复杂的多节点集群配置时,TensorFlow 可能更具优势。 #### 易用性对比 从开发者体验角度来看,PyTorch 被广泛认为具有更高的可读性和简洁性。其 Pythonic 风格的设计让初学者能够快速上手,并且由于采用 Eager Execution 默认方式执行操作序列,所以无需额外定义 Session 或者启动 Graph 即可立即查看结果[^3]。 另一方面,虽然最新版 Tensorflow 已经引入了类似的 eager mode 来改善用户体验,但对于习惯了旧有 API 设计的来说仍需一定时间适应新变化。此外,如果目标群体主要是学术界研究员而非工程实践员,则显然 PyTorch 提供了一个更低的学习门槛[^1]。 以下是两个简单例子展示如何创建神经网络层: ```python # 使用 PyTorch 创建线性变换 import torch.nn as nn linear_layer_pytorch = nn.Linear(784, 10) # 使用 TensorFlow/Keras 创建相同功能 from tensorflow.keras.layers import Dense linear_layer_tensorflow = Dense(units=10, input_shape=(784,)) ``` 可以看到,尽管二者语法结构存在差异,但都力求保持清晰明了的同时兼顾强大表达能力。 #### 生态系统对比 就社区活跃度而言,TensorFlow 自发布以来便积累了庞大的用户基础和技术资源库,包括但不限于预训练模型集合 TF Hub、迁移学习工具 Transfer Learning APIs 等等[^1]。这些丰富的插件扩展极大地促进了实际项目的落地实施速度。 与此同时,得益于 Facebook 支持下的积极推广策略加上灵活自由的特点吸引了不少贡献者加入到围绕 PyTorch 展开的各种开源项目当中去,比如 Hugging Face Transformers 库专注于自然语言处理领域内的先进算法实现[^2]。另外值得注意的是,随着 MLOps 流程日益受到重视,双方都在不断完善各自的流水线解决方案——例如 Kubeflow 对接 Kubernetes 实现自动化机器学习管道管理就是建立在 TensorFlow 基础之上的一项重要成就[^3]。 综上所述,无论是追求极致效能还是倾向便捷开发流程抑或是寻求成熟配套服务支撑,PyTorchTensorFlow 都各自展现了独特魅力所在。最终决定权应基于当前所面临挑战的具体特性来进行综合考量后再做取舍。
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