TensorFlow与主流深度学习框架对比

最新推荐文章于 2024-11-20 13:15:02 发布

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最新推荐文章于 2024-11-20 13:15:02 发布 · 273 阅读

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本文介绍了TensorFlow，Google的开源机器学习框架，与其他主流深度学习框架的对比。TensorFlow因其易用性、高效性和分布式性能受到广泛关注，同时还提供了TensorBoard进行可视化和TensorFlow Serving用于模型部署。与其他框架相比，TensorFlow在社区活跃度、功能完善度和工业级应用上表现出色。

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引言：AlphaGo在2017年年初化身Master，在弈城和野狐等平台上横扫中日韩围棋高手，取得60连胜，未尝败绩。AlphaGo背后神秘的推动力就是TensorFlow——Google于2015年11月开源的机器学习及深度学习框架。
TensorFlow在2015年年底一出现就受到了极大的关注，在一个月内获得了GitHub上超过一万颗星的关注，目前在所有的机器学习、深度学习项目中排名第一，甚至在所有的Python项目中也排名第一。本文将带我们简单了解下TensorFlow，并与其他主流深度学习框架进行了对比。
本文选自《TensorFlow实战》。

TensorFlow

　　TensorFlow是相对高阶的机器学习库，用户可以方便地用它设计神经网络结构，而不必为了追求高效率的实现亲自写C++或CUDA代码。它和Theano一样都支持自动求导，用户不需要再通过反向传播求解梯度。其核心代码和Caffe一样是用C++编写的，使用C++简化了线上部署的复杂度，并让手机这种内存和CPU资源都紧张的设备可以运行复杂模型（Python则会比较消耗资源，并且执行效率不高）。除了核心代码的C++接口，TensorFlow还有官方的Python、Go和Java接口，是通过SWIG（Simplified Wrapper and Interface Generator）实现的，这样用户就可以在一个硬件配置较好的机器中用Python进行实验，并在资源比较紧张的嵌入式环境或需要低延迟的环境中用C++部署模型。SWIG支持给C/C++代码提供各种语言的接口，因此其他脚本语言的接口未来也可以通过SWIG方便地添加。不过使用Python时有一个影响效率的问题是，每一个mini-batch要从Python中feed到网络中，这个过程在mini-batch的数据量很小或者运算时间很短时，可能会带来影响比较大的延迟。现在TensorFlow还有非官方的Julia、Node.js、R的接口支持。
　　TensorFlow也有内置的TF.Learn和TF.Slim等上层组件可以帮助快速地设计新网络，并且兼容Scikit-learn estimator接口，可以方便地实现evaluate、grid search、cross validation等功能。同时TensorFlow不只局限于神经网络，其数据流式图支持非常自由的算法表达，当然也可以轻松实现深度学习以外的机器学习算法。事实上，只要可以将计算表示成计算图的形式，就可以使用TensorFlow。用户可以写内层循环代码控制计算图分支的计算，TensorFlow会自动将相关的分支转为子图并执行迭代运算。TensorFlow也可以将计算图中的各个节点分配到不同的设备执行，充分利用硬件资源。定义新的节点只需要写一个Python函数，如果没有对应的底层运算核，那么可能需要写C++或者CUDA代码实现运算操作。
　　在数据并行模式上，TensorFlow和Parameter Server很像，但TensorFlow有独立的Variable node，不像其他框架有