一、TensorRT 简介
TensorRT 是由英伟达公司开发的一个高度优化的深度学习推理引擎,它支持多种深度学习框架,包括 TensorFlow、PyTorch、Caffe 等。TensorRT 能够针对深度学习模型进行优化,从而提高模型的推理速度和准确度。
TensorRT 的主要优势包括:
- 高效率:基于 CUDA 架构的 TensorRT 支持多种网络结构,其推理速度比原生框架快数倍。
- 高精度:TensorRT 对模型进行了各种优化策略,从而使得模型的精度更高。
- 易于使用:TensorRT 提供了 Python 的 API 接口,使得深度学习工程师们可以很容易地将其集成到现有的代码中。
二、TensorRT 的安装
在安装 TensorRT 之前,需要先安装 CUDA 和 cuDNN,以及 Python 和 pip。
# 安装 CUDA 和 cuDNN
# 这里假设 CUDA 和 cuDNN 版本为 10.0 和 7
$ sudo apt-get install cuda-10-0 libcudnn7
# 安装 Python 和 pip
$ sudo apt-get install python3.7 python3-pip
# 安装 TensorRT 的 Python 包
# 这里假设 TensorRT 版本为 5.1.5.0
$ pip3 install tensorrt-5.1.5.0-cp37-none-linux_x86_64.whl
三、TensorRT 应用
1. 转换 Tensorflow 模型
TensorRT 可以直接针对 Tensorflow 模型进行优化。以下是一个简单的例子:
import tensorflow as tf
import tensorrt as trt
# 加载 Tensorflow 模型
tf_graph = tf.GraphDef()
with open("model.pb", "rb") as f:
tf_graph.ParseFromString(f.read())
# 将 Tensorflow 模型转换为 TensorRT 模型
with trt.Builder(TRT_LOGGER) as builder, builder.create_network() as network, trt.UffParser() as parser:
builder.max_batch_size = 1
builder.max_workspace_size = 1 << 30
parser.register_input("input", (3, 224, 224))
parser.register_output("output")
parser.parse(tf_graph)
engine = builder.build_cuda_engine(network)
# 运行 TensorRT 模型
with engine.create_execution_context() as context:
input = np.random.randn(1, 3, 224, 224).astype(np.float32)
output = np.empty(1000, dtype=np.float32)
context.execute(1, [input, output])
2. 转换 PyTorch 模型
与 Tensorflow 模型类似,TensorRT 也可以直接优化 PyTorch 模型。以下是一个简单的例子:
import torch
import tensorrt as trt
# 加载 PyTorch 模型
model = torch.load("model.pt")
# 将 PyTorch 模型转换为 TensorRT 模型
with trt.Builder(TRT_LOGGER) as builder, builder.create_network() as network, trt.OnnxParser(network, TRT_LOGGER) as parser:
builder.max_batch_size = 1
builder.max_workspace_size = 1 << 30
model_str = torch.onnx.export(model, torch.randn(1, 3, 224, 224), "temp.onnx", verbose=False)
with open("temp.onnx", "rb") as f:
parser.parse(f.read())
engine = builder.build_cuda_engine(network)
# 运行 TensorRT 模型
with engine.create_execution_context() as context:
input = np.random.randn(1, 3, 224, 224).astype(np.float32)
output = np.empty(1000, dtype=np.float32)
context.execute(1, [input, output])
3. 在 TensorRT 上应用插件
TensorRT 还支持使用插件来优化模型。以下是一个简单的例子,使用 LeakyReLU 插件来优化模型:
import tensorflow as tf
import tensorrt as trt
# 加载 Tensorflow 模型
tf_graph = tf.GraphDef()
with open("model.pb", "rb") as f:
tf_graph.ParseFromString(f.read())
# 定义 LeakyReLU 插件
class LeakyReLUPlugin(trt.IPluginV2DynamicExt):
def __init__(self, alpha):
self.alpha = alpha
def get_output_shape(self, index, inputs, output_shapes):
return output_shapes[0]
def enqueue(self, batch_size, inputs, outputs, bindings, stream, metadata):
x = inputs[0].reshape(-1)
y = outputs[0].reshape(-1)
y[:] = [max(val, val*self.alpha) for val in x]
def configure_plugin(self, inputs, outputs, plugin_data):
pass
def clone(self):
return LeakyReLUPlugin(self.alpha)
def destroy(self):
pass
# 将 Tensorflow 模型转换为 TensorRT 模型,并应用 LeakyReLU 插件
with trt.Builder(TRT_LOGGER) as builder, builder.create_network() as network, trt.UffParser() as parser:
builder.max_batch_size = 1
builder.max_workspace_size = 1 << 30
parser.register_input("input", (3, 224, 224))
parser.register_output("output")
parser.parse(tf_graph)
network.mark_output(network.get_layer(network.num_layers - 1).get_output(0))
plugin_creator = trt.get_plugin_registry().get_plugin_creator("LeakyReLU_TRT", "1", "")
plugin = plugin_creator.create_plugin("leaky_relu", None, None)
network.get_layer(network.num_layers - 2).get_output(0).output_buffer.host = input
network.get_layer(network.num_layers - 2).get_output(0).output_buffer.device = bindings[0]
network.get_layer(network.num_layers - 2).get_output(0).output_buffer.values = input.nbytes
layer = network.add_plugin_v2([network.get_layer(network.num_layers - 2).get_output(0)], plugin)
layer.name = "leaky_relu"
layer.get_output(0).name = "leaky_relu_output"
engine = builder.build_cuda_engine(network)
# 运行 TensorRT 模型
with engine.create_execution_context() as context:
input = np.random.randn(1, 3, 224, 224).astype(np.float32)
output = np.empty(1000, dtype=np.float32)
context.execute(1, [input, output])
四、TensorRT 总结
TensorRT 是一个高效、高精度、易于使用的深度学习推理引擎,支持多种深度学习框架,并可以使用插件来优化模型。可以说,TensorRT 对深度学习工程师来说非常实用。希望今后 TensorRT 能够不断优化,更好地支持更多的深度学习框架。