百度发布全新端侧推理引擎 Paddle Lite,支持华为 NPU 在线编译

阅读数:8836 2019 年 8 月 21 日 20:03

百度发布全新端侧推理引擎Paddle Lite,支持华为NPU在线编译

北京时间 8 约 21 日,InfoQ 获悉:百度深度学习平台飞桨(PaddlePaddle)发布 Paddle Lite,该推理引擎在多硬件、多平台以及硬件混合调度的支持上更加完备,是飞桨在 Paddle Mobile 的基础上进行的一次大规模升级迭代。通过对底层架构设计的改进,拓展性和兼容性等方面实现显著提升。目前,Paddle Lite 已经支持了 ARM CPU,Mali GPU,Adreno GPU,华为 NPU 以及 FPGA 等诸多硬件平台,是目前首个支持华为 NPU 在线编译的深度学习推理框架。

随着技术进步,手机等移动设备已成为非常重要的本地深度学习载体,然而日趋异构化的硬件平台和复杂的终端侧的使用状况,让端侧推理引擎的架构能力颇受挑战。端侧模型的推理往往面临着算力和内存的限制,为了能够完整的支持众多的硬件架构,并且实现在这些硬件之上人工智能应用性能的性能优化,百度飞桨基于 Paddle Mobile 预测库,融合 Anakin 等多个相关项目的技术优势,发布端侧推理引擎 Paddle Lite,通过建模底层计算模式,加强了多种硬件、量化方法、Data Layout 混合调度执行的能力,从而保障了宏观硬件的支持能力。

Paddle Lite 在架构上全新升级,并重点增加了多种计算模式(硬件、量化方法、Data Layout)混合调度的完备性设计,可以完整承担深度学习模型在不同硬件平台上的的推理部署需求,具备高性能、多硬件、多平台、扩展性强等优势。Paddle Lite 依托飞桨训练框架及其对应的丰富完整的算子库,底层算子计算逻辑与训练一致,模型完全兼容无风险,并可快速支持更多模型。

Paddle Lite 架构由四层次组成:

  • 第一层 model 层直接接受 Paddle 训练的模型,通过模型优化工具转化为 NaiveBuffer 特殊格式,以便更好地适应移动端的部署场景;

  • 第二层 Program 层是 operator 序列构成的执行程序;

  • 第三层是一个完整的分析模块,主要包括 TypeSystem、SSA Graph 和 Passes 等模块;

  • 第四层是执行层,由 Kernel 序列构成的 Runtime Program。

百度发布全新端侧推理引擎Paddle Lite,支持华为NPU在线编译

Paddle Lite 具有以下重要特性:

与其他端侧引擎相比,Paddle Lite 扩展性更高,框架层硬件抽象层次的描述能力强,容易对新的硬件进行集成,可以模块化地对硬件和模型进行更细致的分析和优化。

在模型支持方面,Paddle Lite 现已支持 Paddle 图像分类、检测、分割及图像文字识别等领域的模型预测,官方发布了 18 个模型的 benchmark。此外,可以通过 X2Paddle 工具将由 Caffe 和 TensorFlow 训练的模型转换后进行预测。

在硬件支持方面,目前 Paddle Lite 已支持 ARM CPU, ARM GPU、华为 NPU 和 FPGA 等硬件平台,正在优化支持的有寒武纪、比特大陆等国产 AI 芯片,并会兼容支持的 Intel、NVIDIA 等主流云端芯片。

在性能方面,Paddle Lite 针对不同微架构,进行了 kernel 的深度优化,支持 INT8 量化计算,在华为 NPU 上也具有良好的性能表现。

Paddle Lite 可针对端侧设备特点进行深度定制及优化,无第三方库依赖,整个推理过程分为模型加载解析、计算图的优化分析及设备上的高效运行。移动端可以直接部署经过优化分析的图,执行预测。Android 平台上,ARMV7 动态库只需要 800k,ARMV8 动态库仅有 1.3M,也可以根据需要,进行更深度的剪裁。

此外,Paddle Lite 还进一步完善提供了 Web 前端开发接口,支持 JavaScript 调用 GPU,可在网页端快捷运行深度学习模型。

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