DeepRec

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

DeepRec 是一个基于 TensorFlow 构建的高性能推荐系统深度学习框架,由阿里巴巴开源并孵化于 LF AI & Data 基金会。它专为解决推荐场景中特有的海量非数值特征(如用户 ID、标签、文本等)导致的参数规模巨大这一难题而生,能够支撑万亿级样本和十万亿级参数模型的训练与推理。

该框架特别适合从事大规模推荐系统研发的算法工程师、后端开发者及研究人员使用,尤其是那些需要在 CPU 或 GPU 集群上处理超大规模数据的团队。DeepRec 的核心优势在于其卓越的分布式训练能力和深度的性能优化:它不仅提供了多种灵活的嵌入变量(Embedding Variable)管理和异步/同步分布式训练架构,还针对硬件特性进行了细粒度优化,包括混合精度计算、显存多级存储、GPU 多流引擎以及编译层加速等技术。此外,DeepRec 还支持低延迟的在线学习与高性能模型服务部署,帮助企业在零售、广告、社交网络等商业场景中高效落地复杂的推荐模型,显著提升业务效果。

使用场景

某大型电商平台在“双 11"大促前,急需利用万亿级用户行为数据训练超大规模推荐模型,以提升商品点击转化率。

没有 DeepRec 时

  • 显存爆炸与训练中断:面对数十亿稀疏特征(如用户 ID、商品标签),传统框架将嵌入参数全量加载至显存,导致频繁 OOM(内存溢出),训练任务无法启动。
  • 迭代周期漫长:缺乏针对推荐场景的算子优化,单轮训练耗时数天,算法团队无法在促销前完成多轮模型调优和 A/B 测试。
  • 资源利用率低下:分布式训练中通信开销巨大,CPU/GPU 等待数据时间过长,昂贵的算力集群大部分时间在空转。
  • 在线服务延迟高:模型部署后推理延迟高达数百毫秒,无法满足大促期间高并发、低延迟的实时推荐需求。

使用 DeepRec 后

  • 海量参数轻松承载:借助多级混合存储和 Embedding Variable 技术,将万亿参数灵活分布至 CPU 内存、PMEM 及 GPU,彻底解决显存瓶颈,顺利启动训练。
  • 训练效率倍增:通过 AutoGraphFusion 和 BF16 混合精度优化,结合异步分布式架构,将训练速度提升数倍,模型迭代周期从“天”级缩短至“小时”级。
  • 算力满负荷运转:利用 GPU 多流引擎和关键路径执行器优化,大幅降低通信等待,使集群算力利用率接近饱和,显著降低单位样本训练成本。
  • 毫秒级实时响应:基于 SessionGroup 高性能推理框架和模型量化技术,实现低延迟在线服务,即使在大促流量洪峰下也能保持稳定的毫秒级推荐响应。

DeepRec 通过全栈深度优化,让超大规模推荐模型的训练与部署从“不可行”变为“高效常态”,直接释放了海量数据的商业价值。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
GPU
  • 可选(支持 CPU 和 GPU)
  • GPU 需 NVIDIA 显卡,官方镜像支持 CUDA 11.6 (cu116),构建测试环境包含 CUDA 11.2
  • 支持多 CUDA 计算流和 CUDA Graph
内存

未说明(但框架设计用于万亿级参数和样本的超大规模训练,实际使用建议大内存)

依赖
notes1. 该框架基于 TensorFlow 1.15 深度定制,不兼容标准 TensorFlow 2.x。 2. 提供预构建的 Docker 镜像(CPU 和 GPU 版本),推荐直接使用镜像部署。 3. 源码编译需要使用 Bazel 构建工具,并支持针对 oneDNN、ABI 兼容性等进行特定配置。 4. 专为推荐系统设计,支持异步/同步分布式训练及大规模嵌入变量优化。
python3.8
TensorFlow 1.15 (DeepRec 定制版)
Intel-TensorFlow (可选)
NVIDIA-TensorFlow (可选)
Bazel (构建工具)
oneDNN (CPU 优化可选)
BladeDISC (编译优化可选)
XLA (编译优化可选)
DeepRec hero image

快速开始

DeepRec Logo


简介

DeepRec 是一个高性能的推荐深度学习框架,基于 TensorFlow 1.15Intel-TensorFlowNVIDIA-TensorFlow 构建。该框架目前在 LF AI & Data Foundation 中处于孵化阶段。

背景

推荐模型在零售、媒体、广告、社交网络和搜索引擎等领域具有巨大的商业价值。与其他类型的模型不同,推荐模型包含大量非数值特征,如 ID、标签、文本等,这导致参数量非常庞大。

DeepRec 自 2016 年开始开发,已支持淘宝搜索、推荐和广告等核心业务。它在基础框架上沉淀了一系列功能,在推荐模型的训练和推理方面表现出色。截至目前,除了阿里巴巴集团外,已有数十家公司将其应用于各自的业务场景中。

关键特性

DeepRec 具备超大规模分布式训练能力,支持万亿级样本和超过十万亿参数的推荐模型训练。针对推荐模型,DeepRec 在 CPU 和 GPU 平台均进行了深入的性能优化,并提供了一系列功能来提升超大规模场景下的易用性和性能。

Embedding & 优化器

  • Embedding Variable。
  • 动态维度 Embedding Variable。
  • 自适应 Embedding Variable。
  • 多重哈希 Embedding Variable。
  • 多层混合 Embedding 存储。
  • Group Embedding。
  • AdamAsync 优化器。
  • AdagradDecay 优化器。

训练

  • 异步分布式训练框架(参数服务器),如 grpc+seastar、FuseRecv、StarServer 等。
  • 同步分布式训练框架(Collective),如 HybridBackend、Sparse Operation Kits (SOK) 等。
  • 运行时优化,如 Graph Aware Memory Allocator (GAMMA)、基于关键路径的执行器等。
  • GPU 运行时优化,包括支持多 CUDA 计算流和 CUDA 图的 GPU 多流引擎。
  • 算子级别优化,如 BF16 混合精度优化、Embedding 算子优化以及 PMEM 和 GPU 上的 EmbeddingVariable、新硬件特性支持等。
  • 图级别优化,如 AutoGraphFusion、SmartStage、AutoPipeline、图模板引擎、样本感知图压缩、MicroBatch 等。
  • 编译优化,支持 BladeDISC、XLA 等。

部署与推理

  • Delta checkpoint 加载与导出。
  • 超大规模推荐模型分布式推理。
  • 支持多层混合存储和多种后端。
  • 低延迟在线深度学习。
  • 高性能推理框架 SessionGroup(无共享架构),支持多线程池和多 CUDA 流。
  • 模型量化。

安装

安装准备

CPU 平台

alideeprec/deeprec-build:deeprec-dev-cpu-py38-ubuntu20.04

GPU 平台

alideeprec/deeprec-build:deeprec-dev-gpu-py38-cu116-ubuntu20.04

构建方法

配置

$ ./configure

默认编译 CPU 和 GPU

$ bazel build -c opt --config=opt //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package

仅编译 CPU 和 GPU:ABI=0

$ bazel build --cxxopt="-D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0" --host_cxxopt="-D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0" -c opt --config=opt //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package

仅编译 CPU 优化:oneDNN + 统一 Eigen 线程池

$ bazel build -c opt --config=opt --config=mkl_threadpool //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package

仅编译 CPU 优化且 ABI=0

$ bazel build --cxxopt="-D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0" --host_cxxopt="-D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0" -c opt --config=opt --config=mkl_threadpool //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package

创建 whl 包

$ ./bazel-bin/tensorflow/tools/pip_package/build_pip_package /tmp/tensorflow_pkg

安装 whl 包

$ pip3 install /tmp/tensorflow_pkg/tensorflow-1.15.5+${version}-cp38-cp38m-linux_x86_64.whl

最新发布镜像

CPU 版本镜像

alideeprec/deeprec-release:deeprec2402-cpu-py38-ubuntu20.04

GPU CUDA11.6 版本镜像

alideeprec/deeprec-release:deeprec2402-gpu-py38-cu116-ubuntu20.04

持续集成状态

官方构建

构建类型 状态
Linux CPU CPU 构建
Linux GPU GPU 构建
Linux CPU 推理 CPU 推理构建
Linux GPU 推理 GPU 推理构建

官方单元测试

单元测试类型 状态
Linux CPU C CPU C 单元测试
Linux CPU CC CPU CC 单元测试
Linux CPU Contrib CPU Contrib 单元测试
Linux CPU Core CPU Core 单元测试
Linux CPU Examples CPU Examples 单元测试
Linux CPU Java CPU Java 单元测试
Linux CPU JS CPU JS 单元测试
Linux CPU Python CPU Python 单元测试
Linux CPU Stream Executor CPU Stream Executor 单元测试
Linux GPU C GPU C 单元测试
Linux GPU CC GPU CC 单元测试
Linux GPU Contrib GPU Contrib 单元测试
Linux GPU Core GPU Core 单元测试
Linux GPU Examples GPU Examples 单元测试
Linux GPU Java GPU Java 单元测试
Linux GPU JS GPU JS 单元测试
Linux GPU Python GPU Python 单元测试
Linux GPU Stream Executor GPU Stream Executor 单元测试
Linux CPU Serving UT CPU Serving 单元测试
Linux GPU Serving UT GPU Serving 单元测试

用户文档

中文:https://deeprec.readthedocs.io/zh/latest/

英文:https://deeprec.readthedocs.io/en/latest/

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许可证

Apache License 2.0

版本历史

r1.15.5-deeprec24022024/02/28
r1.15.5-deeprec23102023/11/15
r1.15-deeprec23062023/08/08
r1.15.5-deeprec23042023/05/19
r1.15.5-deeprec23022023/03/17
r1.15.5-deeprec2212u12023/02/17
r1.15.5-deeprec22122023/01/24
r1.15.5-deeprec22102022/11/17
r1.15.5-deeprec2208u12022/11/02
r1.15.5-deeprec22082022/09/23
r1.15.5-deeprec22062022/07/06
r1.15.5-deeprec2204u12022/04/28
r1.15.5-deeprec22042022/04/07
r1.15.5-deeprec22012022/01/11

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