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字幕生成:BLACK 字幕校对:凝渊
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00:00:05,500 --> 00:00:06,700
哈喽大家好
3
00:00:06,700 --> 00:00:08,000
我是ZOMI
4
00:00:08,000 --> 00:00:08,700
那这一节呢
5
00:00:08,700 --> 00:00:13,500
是上一节AI编译器发展阶段的一个延续
6
00:00:13,500 --> 00:00:15,800
来看看一个通用架构
7
00:00:17,000 --> 00:00:19,700
把上一节的三个阶段呢
8
00:00:19,700 --> 00:00:20,700
分成两部分
9
00:00:20,700 --> 00:00:21,300
第一部分呢
10
00:00:21,300 --> 00:00:24,400
先讲AI编译器的一个发展发展的三个阶段
11
00:00:24,400 --> 00:00:24,800
接着呢
12
00:00:24,800 --> 00:00:25,500
今天呢
13
00:00:25,500 --> 00:00:29,200
来讲讲针对第二个阶段里面的一个具体的通用架构
14
00:00:30,000 --> 00:00:31,000
那在开始之前呢
15
00:00:31,000 --> 00:00:32,400
我想重复两个问题
16
00:00:32,400 --> 00:00:36,300
那第一个就是AI框架跟AI编译器到底什么关系
17
00:00:36,300 --> 00:00:38,200
AI框架就是AI编译器吗
18
00:00:38,200 --> 00:00:41,400
还是AI框架和AI编译器有一个划分呢
19
00:00:41,400 --> 00:00:41,800
第二个呢
20
00:00:41,800 --> 00:00:44,700
就是AI领域真的需要编译器吗
21
00:00:44,700 --> 00:00:46,600
像PyTorch的动态图这么灵活
22
00:00:46,600 --> 00:00:47,700
那么多人用
23
00:00:47,700 --> 00:00:49,700
为什么一定要需要编译器呢
24
00:00:50,800 --> 00:00:51,000
好
25
00:00:51,000 --> 00:00:52,000
带着这两个问题
26
00:00:52,000 --> 00:00:54,500
继续来看看AI编译器的一个具体的架构吧
27
00:00:56,700 --> 00:00:58,500
你在教我做事啊
28
00:00:58,500 --> 00:00:59,800
现有AI编译器的架构呢
29
00:00:59,800 --> 00:01:01,600
就是专用编译器的一个架构
30
00:01:01,600 --> 00:01:03,900
刚才谈到了专用编译器的架构呢
31
00:01:03,900 --> 00:01:04,800
在表达上呢
32
00:01:04,800 --> 00:01:06,100
以PyTorch作为标杆
33
00:01:06,100 --> 00:01:08,400
然后对静态图进行转换
34
00:01:08,400 --> 00:01:09,200
性能上呢
35
00:01:09,200 --> 00:01:12,000
希望打开计算图和算子的边界
36
00:01:12,000 --> 00:01:12,700
那架构呢
37
00:01:12,700 --> 00:01:14,900
就由右边所示
38
00:01:14,900 --> 00:01:15,400
前端呢
39
00:01:15,400 --> 00:01:17,200
会对Python的代码进行解析
40
00:01:17,200 --> 00:01:17,600
然后呢
41
00:01:17,600 --> 00:01:18,900
对图层的优化
42
00:01:18,900 --> 00:01:20,200
计算图的优化
43
00:01:20,200 --> 00:01:24,200
然后再到后端生成不同硬件的代码或者执行程序
44
00:01:25,400 --> 00:01:26,000
下面呢
45
00:01:26,000 --> 00:01:29,400
我非常推荐大家去了解一篇文章
46
00:01:29,400 --> 00:01:31,400
叫做Deep Learning Compiler
47
00:01:31,400 --> 00:01:32,700
Comprehensive Survey
48
00:01:32,700 --> 00:01:35,500
就是一个AI编译器的综述
49
00:01:35,500 --> 00:01:36,100
这里面呢
50
00:01:36,100 --> 00:01:37,400
少了一个MindSpore
51
00:01:37,400 --> 00:01:38,300
其实里面呢
52
00:01:38,300 --> 00:01:40,900
主要是分析不同的AI框架
53
00:01:40,900 --> 00:01:41,900
它把AI框架呢
54
00:01:41,900 --> 00:01:44,100
作为的一个前端的表达
55
00:01:44,100 --> 00:01:45,600
但实际上了像TensorFlow
56
00:01:45,600 --> 00:01:48,100
它可能就已经包括了这整一个内容
57
00:01:48,100 --> 00:01:51,600
MindSpore也包括了下面整一套内容
58
00:01:51,600 --> 00:01:52,700
那所以说呢
59
00:01:52,700 --> 00:01:54,800
AI框架跟编译器之间的概念
60
00:01:54,800 --> 00:01:56,400
或者它们之间的一个边界呢
61
00:01:56,400 --> 00:01:58,100
在哪里发出一个思考
62
00:01:59,400 --> 00:02:00,700
那可以看到AI编译器呢
63
00:02:00,700 --> 00:02:02,600
主要是分为前端
64
00:02:02,600 --> 00:02:04,500
还有AI编译器的后端
65
00:02:04,500 --> 00:02:05,900
那这里面的前端呢
66
00:02:05,900 --> 00:02:07,500
包括了一个图层的编译器
67
00:02:07,500 --> 00:02:09,200
还有一个算子层的编译器
68
00:02:09,200 --> 00:02:10,300
那不同层里面呢
69
00:02:10,300 --> 00:02:13,000
有非常多不同的一些IR或者Pass
70
00:02:13,000 --> 00:02:14,200
像DCE呢
71
00:02:14,200 --> 00:02:16,400
就是在之前讲LLVM的时候
72
00:02:16,400 --> 00:02:17,900
死代码消除里面就会有
73
00:02:17,900 --> 00:02:18,600
而这里面呢
74
00:02:18,600 --> 00:02:20,000
也同样引入了非常多
75
00:02:20,000 --> 00:02:23,700
类似于LLVM或者传统编译器的很多的概念
76
00:02:23,700 --> 00:02:24,700
这些所有的内容呢
77
00:02:24,700 --> 00:02:26,700
都会在后面的章节里面
78
00:02:26,700 --> 00:02:28,800
详细的去展开每一个Pattern
79
00:02:28,800 --> 00:02:30,800
或者每一个Pass之间有什么关系
80
00:02:30,800 --> 00:02:31,700
有什么内容
81
00:02:31,700 --> 00:02:34,500
对图产生了哪些影响
82
00:02:34,500 --> 00:02:35,800
下面呢来看看
83
00:02:35,800 --> 00:02:37,100
AI编译器的一个IR
84
00:02:37,100 --> 00:02:38,400
就是中间表达
85
00:02:38,400 --> 00:02:39,300
编译器的IR呢
86
00:02:39,300 --> 00:02:42,000
其实在LLVM那节讲的
87
00:02:42,000 --> 00:02:43,200
应该算比较明白了
88
00:02:43,200 --> 00:02:44,800
但是在AI编译器里面呢
89
00:02:44,800 --> 00:02:46,200
它主要分为两层
90
00:02:46,200 --> 00:02:47,800
第一层呢是High Level的IR
91
00:02:47,800 --> 00:02:49,800
第二层呢是Low Level的IR
92
00:02:49,800 --> 00:02:50,800
High Level的IR呢
93
00:02:50,800 --> 00:02:54,300
主要是特别用来表示计算图
94
00:02:54,300 --> 00:02:56,100
表示神经网络
95
00:02:56,100 --> 00:02:58,200
有了高层对神经网络的表示呢
96
00:02:58,200 --> 00:02:59,900
就可以对神经网络的图
97
00:02:59,900 --> 00:03:01,400
或者神经网络的IR呢
98
00:03:01,400 --> 00:03:03,000
进行一个编译优化
99
00:03:03,000 --> 00:03:04,300
而Low Level的IR呢
100
00:03:04,300 --> 00:03:06,700
更类似于传统的编译器
101
00:03:06,700 --> 00:03:08,200
在更细粒度层面
102
00:03:08,200 --> 00:03:09,700
在代码层面
103
00:03:09,700 --> 00:03:11,500
在指令集层面
104
00:03:11,500 --> 00:03:13,400
进行一些优化
105
00:03:13,400 --> 00:03:14,200
有了IR之后
106
00:03:14,200 --> 00:03:16,900
看一下AI编译器的一个前端
107
00:03:16,900 --> 00:03:18,800
AI框架呢
108
00:03:18,800 --> 00:03:20,000
主要的作用啊
109
00:03:20,000 --> 00:03:21,400
还是一个构图
110
00:03:21,400 --> 00:03:22,600
就是用Python语言
111
00:03:22,600 --> 00:03:24,100
构造了一个计算图
112
00:03:24,100 --> 00:03:26,200
然后丢给AI编译器的前端
113
00:03:26,200 --> 00:03:27,300
AI编译器的前端呢
114
00:03:27,300 --> 00:03:30,800
就对这个计算图进行一些图层的优化
115
00:03:30,800 --> 00:03:31,700
那图层的优化
116
00:03:31,700 --> 00:03:32,900
主要分为三层
117
00:03:32,900 --> 00:03:34,700
第一个是节点级的优化
118
00:03:34,700 --> 00:03:36,100
第二个是块级的优化
119
00:03:36,100 --> 00:03:36,700
第三个呢
120
00:03:36,700 --> 00:03:38,500
是数据级的优化
121
00:03:38,500 --> 00:03:40,400
那逐个来看看节点的优化呢
122
00:03:40,400 --> 00:03:41,300
就会有一些
123
00:03:41,300 --> 00:03:43,200
zero-dim-Tensor elimination
124
00:03:43,200 --> 00:03:45,500
就是零维度的张量的消除
125
00:03:45,500 --> 00:03:46,500
那快级的优化呢
126
00:03:46,500 --> 00:03:48,300
就有代数的简化
127
00:03:48,300 --> 00:03:49,300
常量的折叠
128
00:03:49,300 --> 00:03:50,400
算子的融合
129
00:03:50,400 --> 00:03:53,200
这个是对好几个算子变成一个块
130
00:03:53,200 --> 00:03:55,100
变成一个子图的一个优化
131
00:03:55,100 --> 00:03:55,700
第三个呢
132
00:03:55,700 --> 00:03:57,800
就是数据流级别的优化
133
00:03:57,800 --> 00:03:58,300
ZOMI呢
134
00:03:58,300 --> 00:03:59,800
其实更愿意称它为
135
00:03:59,800 --> 00:04:01,500
Low Level IR的一些优化
136
00:04:01,500 --> 00:04:03,700
例如传统编译器里面的CSE
137
00:04:03,700 --> 00:04:05,300
消除一些公共的子表达式
138
00:04:05,300 --> 00:04:06,500
还有DCE
139
00:04:06,500 --> 00:04:07,500
而AI编译器呢
140
00:04:07,500 --> 00:04:08,700
它也有它自己的后端
141
00:04:08,700 --> 00:04:10,800
那后端进行一些特定的优化
142
00:04:10,800 --> 00:04:12,400
那主要分为三点啊
143
00:04:12,400 --> 00:04:14,200
第一点就是特定的硬件优化
144
00:04:14,200 --> 00:04:16,900
第二点是自动去调整kernel
145
00:04:16,900 --> 00:04:17,500
第三个呢
146
00:04:17,500 --> 00:04:20,500
就是优化整个kernel库
147
00:04:20,500 --> 00:04:20,900
148
00:04:20,900 --> 00:04:23,100
现在逐个的来看一下
149
00:04:23,100 --> 00:04:24,500
将会在后面呢
150
00:04:24,500 --> 00:04:26,100
后面的一些内容里面
151
00:04:26,100 --> 00:04:27,600
详细的去展开这里面
152
00:04:27,600 --> 00:04:28,800
所有的每一块内容
153
00:04:28,800 --> 00:04:30,700
这里面我只是给大家一个
154
00:04:30,700 --> 00:04:32,300
统一的review的概念
155
00:04:32,300 --> 00:04:34,100
虽然听不懂这一节完全没有关系
156
00:04:34,100 --> 00:04:36,400
或者搞不清楚这里面的很多名词
157
00:04:36,400 --> 00:04:38,000
也没有关系
158
00:04:38,000 --> 00:04:40,600
瞧你那个作死的样子
159
00:04:40,600 --> 00:04:42,100
现在不是处在一个
160
00:04:42,100 --> 00:04:44,000
硬件架构的黄金十年吗
161
00:04:44,000 --> 00:04:46,700
现在有越来越多的新的加速器的出现
162
00:04:46,700 --> 00:04:49,300
包括DPU NPU各种XPU的出现
163
00:04:49,300 --> 00:04:50,000
不同的硬件
164
00:04:50,000 --> 00:04:52,400
需要对它进行一个特殊的优化
165
00:04:52,400 --> 00:04:53,100
那这个时候呢
166
00:04:53,100 --> 00:04:54,700
可能有两种方式
167
00:04:54,700 --> 00:04:55,200
第一种呢
168
00:04:55,200 --> 00:04:56,500
就是把低级的IR
169
00:04:56,500 --> 00:04:58,600
就是刚才讲的low level的IR
170
00:04:58,600 --> 00:05:00,600
转换成为LLVM IR
171
00:05:00,600 --> 00:05:02,500
利用LLVM的结构
172
00:05:02,500 --> 00:05:03,900
或者LLVM的CodeGen
173
00:05:03,900 --> 00:05:06,300
生成对应的对应硬件的代码
174
00:05:06,300 --> 00:05:07,200
或者执行程序
175
00:05:07,200 --> 00:05:07,800
那第二点呢
176
00:05:07,800 --> 00:05:09,900
就是充分的利用了领域的知识
177
00:05:09,900 --> 00:05:12,600
然后对硬件做一些特殊的优化
178
00:05:12,600 --> 00:05:13,000
这种呢
179
00:05:13,000 --> 00:05:15,000
就是针对特定硬件的优化
180
00:05:15,000 --> 00:05:15,400
第二个呢
181
00:05:15,400 --> 00:05:16,800
就是自动调整
182
00:05:16,800 --> 00:05:17,500
那自动调整
183
00:05:17,500 --> 00:05:19,500
主要是在写kernel的时候
184
00:05:19,500 --> 00:05:20,500
或者写算子
185
00:05:20,500 --> 00:05:21,300
硬件的人呢
186
00:05:21,300 --> 00:05:22,700
不叫他叫算子
187
00:05:22,700 --> 00:05:23,900
因为算子层呢
188
00:05:23,900 --> 00:05:26,300
这个是在框架层的一个概念
189
00:05:26,300 --> 00:05:27,300
但是越往下了
190
00:05:27,300 --> 00:05:28,400
他就不叫算子了
191
00:05:28,400 --> 00:05:29,200
他叫kernel
192
00:05:29,200 --> 00:05:32,000
所以这个概念希望大家能够区分开来
193
00:05:32,000 --> 00:05:32,600
因为呢
194
00:05:32,600 --> 00:05:34,800
现在去写一些kernel的时候
195
00:05:34,800 --> 00:05:38,300
整体的参数的搜索空间是非常大的
196
00:05:38,300 --> 00:05:39,900
怎么对张量进行切分
197
00:05:39,900 --> 00:05:41,500
怎么对数据进行切分
198
00:05:41,500 --> 00:05:43,300
数据应该怎么排布
199
00:05:43,300 --> 00:05:44,100
那这个时候呢
200
00:05:44,100 --> 00:05:46,000
整体的搜索空间非常大
201
00:05:46,000 --> 00:05:46,600
于是呢
202
00:05:46,600 --> 00:05:47,600
现在有两种方法
203
00:05:47,600 --> 00:05:48,100
第一种呢
204
00:05:48,100 --> 00:05:50,400
是利用Halide或者TVM的方式
205
00:05:50,500 --> 00:05:53,600
利用机器学习去做一些搜索优化
206
00:05:53,600 --> 00:05:54,000
第二种呢
207
00:05:54,000 --> 00:05:55,700
就是利用多面体模型
208
00:05:55,700 --> 00:05:57,700
Polyhedral Model进行一个优化的
209
00:05:57,700 --> 00:05:58,500
那这里面呢
210
00:05:58,500 --> 00:05:59,700
说到Polyhedron Model呢
211
00:05:59,700 --> 00:06:02,300
推荐赵洁老师写的一本书
212
00:06:02,300 --> 00:06:05,200
大家可以在京东上面去找到
213
00:06:05,200 --> 00:06:05,600
这个呢
214
00:06:05,600 --> 00:06:08,600
只是给做一个简单的推荐一本好书
215
00:06:08,600 --> 00:06:09,800
而不是卖个广告
216
00:06:09,800 --> 00:06:11,600
希望平台不要把我把我封掉
217
00:06:11,600 --> 00:06:13,900
不然我要给这本书给打打马赛克了
218
00:06:16,100 --> 00:06:16,700
第三点呢
219
00:06:16,700 --> 00:06:18,600
就是优化内核库
220
00:06:18,700 --> 00:06:20,800
公司有个很搞笑的事情
221
00:06:20,800 --> 00:06:22,200
就是把这个内核库啊
222
00:06:22,200 --> 00:06:24,100
叫做内库
223
00:06:24,100 --> 00:06:24,500
这种呢
224
00:06:24,500 --> 00:06:26,800
就是厂商特定的一个内核库
225
00:06:26,800 --> 00:06:27,700
举个简单的例子
226
00:06:27,700 --> 00:06:29,100
就是类似于英伟达呢
227
00:06:29,100 --> 00:06:31,100
就会推出自己的一个
228
00:06:31,100 --> 00:06:33,700
CuDNN, CuBLAS, CuFFT这些库
229
00:06:33,700 --> 00:06:34,300
昇腾呢
230
00:06:34,300 --> 00:06:36,300
就推出了自己的CANN的一个算子库
231
00:06:36,300 --> 00:06:37,600
某些情况下呢
232
00:06:37,600 --> 00:06:39,700
厂商提供的优化内核库呢
233
00:06:39,700 --> 00:06:42,000
可能会比自己AI编译器
234
00:06:42,000 --> 00:06:44,900
去生成的一些算子效率可能会更高
235
00:06:44,900 --> 00:06:46,500
因为经过特殊的优化嘛
236
00:06:46,500 --> 00:06:47,100
最后呢
237
00:06:47,100 --> 00:06:48,400
看一个图啊
238
00:06:48,400 --> 00:06:49,500
这个图是很有意思
239
00:06:49,500 --> 00:06:51,900
也是现在一个最重要的发展阶段
240
00:06:51,900 --> 00:06:54,000
从下往上看
241
00:06:54,000 --> 00:06:54,600
那底下呢
242
00:06:54,600 --> 00:06:56,200
就是不同的硬件
243
00:06:56,200 --> 00:06:58,100
有X86 ARM, Viska, GPU
244
00:06:58,100 --> 00:06:59,900
还有华为的达芬奇架构
245
00:06:59,900 --> 00:07:00,800
华为的昇腾
246
00:07:00,800 --> 00:07:01,400
这里面呢
247
00:07:01,400 --> 00:07:03,200
就有非常多的硬件
248
00:07:03,200 --> 00:07:05,200
端边云的硬件都有
249
00:07:05,200 --> 00:07:06,400
那有了这些硬件呢
250
00:07:06,400 --> 00:07:09,200
需要把算法给编译到硬件上面