voltaML

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

voltaML 是一个开源的轻量级 Python 库,帮你把训练好的机器学习或深度学习模型一键转换成 TensorRT、TorchScript、ONNX、TVM 等高性能推理格式,并自动部署到 CPU 或 NVIDIA GPU 上。只需一行代码,就能把推理速度提升 2-10 倍,同时支持 FP16、INT8 量化,显著降低显存占用和延迟。

它解决了“模型训练完却跑不快”的痛点:不用再手动写冗长的转换脚本、调优参数或适配不同硬件。voltaML 内置硬件感知编译,自动针对 RTX、A100、Jetson 等设备做最优优化。

适合算法工程师、深度学习研究员、MLOps 开发者,以及想把 Stable Diffusion、YOLO、BERT 等模型快速落地到生产环境的团队。官方还提供了 ResNet、YOLOv5/v6、DeepLabv3、BERT 等完整示例 Notebook,拿来即用。

使用场景

一家 20 人的 AI 初创公司正在做“实时菜品识别”小程序,用户上传手机照片,后端需在 200 ms 内返回菜品名称与热量信息,模型是 ResNet-50,部署在 2 张 RTX 3080 的云服务器上。

没有 voltaML 时

  • 直接用 PyTorch 推理,单张图片平均 480 ms,远超 200 ms 目标,高峰期排队严重,用户投诉“转圈圈”。
  • 为了压延时,工程师手写 TensorRT 插件,调 FP16、INT8、算子融合,折腾两周,代码 600+ 行,仍因版本不匹配崩溃两次。
  • GPU 利用率只有 45%,被迫再开 2 台实例,月账单从 800 美元涨到 2000 美元,投资人开始皱眉。
  • 模型更新后(新增 30 种菜品),又得重新走一遍 TensorRT 编译流程,上线周期被拉长到 5 天。

使用 voltaML 后

  • 三行代码把 ResNet-50 编译成 TensorRT FP16,单图延迟降到 42 ms,直接满足 200 ms SLA,高峰期零排队。
  • 无需手写插件,voltaML 自动完成算子融合与 INT8 校准,工程师把两周压缩成 30 分钟,专注业务逻辑。
  • GPU 利用率飙到 85%,两台服务器直接下线,月账单回到 800 美元,投资人重新露出笑容。
  • 新增菜品只需重新执行一次 compiler.compile(),30 分钟完成测试上线,版本迭代从 5 天缩短到 1 天。

voltaML 让这家初创公司在不增硬件、不加班的前提下,把推理速度提升 10 倍,成本砍半,迭代周期缩短 80%。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
GPU

必需 NVIDIA GPU,CUDA 11.x(>11.0),TensorRT 8.4.1.2,NVIDIA Driver ≥510

内存

未说明

依赖
notes官方仅提供 Linux 安装说明;Docker 镜像已集成所有依赖,可直接运行;CPU 编译支持 TVM,但 GPU 编译需 TensorRT;示例默认输入 shape 为 (1,3,224,224)
python未说明
torch==1.12+cu11.x
tensorrt==8.4.1.2
voltaML hero image

快速开始

Screenshot 2022-10-19 at 3 55 14 PM

将您的机器学习和深度学习模型加速高达10倍

🔥更新:Stable-Diffusion/DreamBooth加速。推理速度最高可提升2.5倍🔥

voltaML 是一个开源的轻量级库,用于加速您的机器学习和深度学习模型。voltaML 可以仅通过 一行代码 就对您的模型进行优化、编译并部署到目标 CPU 和 GPU 设备上。

animated

开箱即用支持

✅ FP16量化

✅ Int8量化*

✅ 针对特定硬件的编译


Screenshot 2022-10-17 at 12 06 26 PM

voltaML 支持以下编译:

Screenshot 2022-06-13 at 3 43 03 PM

安装

自行搭建:

要求:

  • CUDA 版本 >11.x
  • TensorRT == 8.4.1.2
  • PyTorch == 1.12 cu11.x
  • NVIDIA 驱动版本 > 510
git clone https://github.com/VoltaML/voltaML.git
cd voltaML
python setup.py install

Docker 容器 🐳

docker pull voltaml/voltaml:v0.4
docker run -it --gpus=all -p "8888:8888" voltaml/voltaml:v0.4 \ 
        jupyter lab --port=8888 --no-browser --ip 0.0.0.0 --allow-root

使用方法

import torch
from voltaml.compile import VoltaGPUCompiler, VoltaCPUCompiler, TVMCompiler
from voltaml.inference import gpu_performance

model = torch.load("path/to/model/dir")

# 通过提供路径来编译模型
compiler = VoltaGPUCompiler(
        model=model,
        output_dir="destination/path/of/compiled/model",
        input_shape=(1, 3, 224, 224), # 示例输入形状
        precision="fp16" # 指定精度[fp32, fp16, int8] - 仅适用于 GPU 编译器
        target="llvm" # 指定目标设备 - 仅适用于 TVM 编译器
    )

# 返回编译后的模型
compiled_model = compiler.compile()

# 计算并比较性能
gpu_performance(compiled_model, model, input_shape=(1, 3, 224, 224))
cpu_performance(compiled_model, model, compiler="voltaml", input_shape=(1, 3, 224, 224))
cpu_performance(compiled_model, model, compiler="tvm", input_shape=(1, 3, 224, 224))

笔记本

  1. ResNet-50 图像分类
  2. DeeplabV3_MobileNet_v3_Large 分割
  3. YOLOv5 目标检测 YOLOv5
  4. YOLOv6 目标检测 YOLOv6
  5. Bert_Base_Uncased Huggingface

基准测试

🖼️ 分类模型推理延迟(在GPU上)⏱️

分类任务在Imagenet数据集上进行,batch size = 1imagesize = 224,使用NVIDIA RTX 2080Ti。就int8模型的前1%和前5%准确率而言,我们未观察到超过1%的准确率下降。

Pytorch (ms), VoltaGPU FP16 (ms) and VoltaGPU int8 (ms)

模型 Pytorch (ms) VoltaGPU FP16 (ms) VoltaGPU int8 (ms) Pytorch vs Int8 速度
squeezenet1_1 1.6 0.2 0.2 8.4x
resnet18 2.7 0.4 0.3 9.0x
resnet34 4.5 0.7 0.5 9.0x
resnet50 6.6 0.7 0.5 13.2x
resnet101 13.6 1.3 1.0 13.6x
densenet121 15.7 2.4 2.0 7.9x
densenet169 22.0 4.4 3.8 5.8x
densenet201 26.8 6.3 5.0 5.4x
vgg11 2.0 0.9 0.5 4.0x
vgg16 3.5 1.2 0.7 5.0x

🧐 目标检测(YOLO)模型推理延迟(在GPU上)⏱️

目标检测推理是在NVIDIA RTX 2080Ti上使用imagesize = 640batch size = 1的虚拟数据进行的。

Pytorch (ms) and VoltaGPU FP16 (ms)

模型 Pytorch (ms) VoltaGPU FP16 (ms) Pytorch vs FP16 速度
YOLOv5n 5.2 1.2 4.3x
YOLOv5s 5.1 1.6 3.2x
YOLOv5m 9.1 3.2 2.8x
YOLOv5l 15.3 5.1 3.0x
YOLOv5x 30.8 6.4 4.8x
YOLOv6s 8.8 3.0 2.9x
YOLOv6l_relu 23.4 5.5 4.3x
YOLOv6l 18.1 4.1 4.4x
YOLOv6n 9.1 1.6 5.7x
YOLOv6t 8.6 2.4 3.6x
YOLOv5m 15.5 3.5 4.4x

🎨 分割模型推理延迟(在GPU上)⏱️

分割推理是在NVIDIA RTX 2080Ti上,使用imagesize = 224batch size = 1的虚拟数据完成的。

Pytorch (毫秒)、VoltaGPU FP16 (毫秒)和VoltaGPU Int8 (毫秒)(1)

模型 Pytorch (毫秒) VoltaGPU FP16 (毫秒) VoltaGPU Int8 (毫秒) 加速倍数 (X)
FCN_Resnet50 8.3 2.3 1.8 3.6x
FCN_Resnet101 14.7 3.5 2.5 5.9x
DeeplabV3_Resnet50 12.1 2.5 1.3 9.3x
DeeplabV3_Resnet101 18.7 3.6 2.0 9.4x
DeeplabV3_MobileNetV3_Large 6.1 1.5 0.8 7.6x
DeeplabV3Plus_ResNet50 6.1 1.1 0.8 7.6x
DeeplabV3Plus_ResNet34 4.7 0.9 0.8 5.9x
UNet_ResNet50 6.2 1.3 1 6.2x
UNet_ResNet34 4.3 1.1 0.8 5.4x
FPN_ResNet50 5.5 1.2 1 5.5x
FPN_ResNet34 4.2 1.1 1 4.2x

🤗 使用voltaML加速Huggingface模型

我们正在添加对Huggingface NLP模型进行加速的支持,使用voltaML。这项工作受到了ELS-RD工作的启发。目前仍处于早期阶段,仅支持下表中列出的少数几个模型。我们正努力尽快增加更多模型。

from voltaml.compile import VoltaNLPCompile
from voltaml.inference import nlp_performance


model='bert-base-cased'
backend=["tensorrt","onnx"] 
seq_len=[1, 1, 1] 
task="classification"
batch_size=[1,1,1]

VoltaNLPCompile(model=model, device='cuda', backend=backend, seq_len=seq_len)

nlp_performance(model=model, device='cuda', backend=backend, seq_len=seq_len)

Pytorch (毫秒)和VoltaML FP16 (毫秒)

模型 Pytorch (毫秒) VoltaML FP16 (毫秒) 加速倍数
bert-base-uncased 6.4 1 6.4x
Jean-Baptiste/camembert-ner 6.3 1 6.3x
gpt2 6.6 1.2 5.5x
xlm-roberta-base 6.4 1.08 5.9x
roberta-base 6.6 1.09 6.1x
bert-base-cased 6.2 0.9 6.9x
distilbert-base-uncased 3.5 0.6 5.8x
roberta-large 11.9 2.4 5.0x
deepset/xlm-roberta-base-squad2 6.2 1.08 5.7x
cardiffnlp/twitter-roberta-base-sentiment 6 1.07 5.6x
sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2 3.2 0.42 7.6x
bert-base-chinese 6.3 0.97 6.5x
distilbert-base-uncased-finetuned-sst-2-english 3.4 0.6 5.7x
albert-base-v2 6.7 1 6.7x

voltaTrees ⚡🌴 -> 链接

一个基于LLVM的XGBoost和LightGBM决策树编译器。

voltatrees将训练好的XGBoost和LightGBM模型转换为优化后的机器代码,使预测速度提升≥10倍。

示例

import voltatrees as vt

model = vt.XGBoostRegressor.Model(model_file="NYC_taxi/model.txt")
model.compile()
model.predict(df)

安装

git clone https://github.com/VoltaML/volta-trees.git
cd volta-trees/
pip install -e .

基准测试

在较小的数据集上,voltaTrees比DMLC的Treelite快2-3倍。大规模数据集上的测试尚未进行。

企业平台 🛣️

任何希望在您自己的云上托管完全管理解决方案的企业客户,请联系我们:harish@voltaml.com

  • 完全管理和云端托管的优化引擎。
  • 针对硬件优化的Docker镜像,以实现最大性能。
  • 一键部署编译后的模型。
  • 最优部署的成本效益分析仪表板。
  • 针对大规模GPU部署优化的NVIDIA Triton Docker镜像。
  • 量化感知训练(QAT)

常见问题

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