
无问芯穹
国内顶尖AI技术团队“智算未来”研发,专注于解决大规模模型训练与部署的复杂性。
JAX由谷歌大脑团队开发,专为高性能数值计算而生。它融合了NumPy语法、自动微分和XLA编译器,支持GPU/TPU加速,能将Python代码编译为高效硬件指令,成为机器学习、量子计算等领域的新宠。
功能 | 技术原理 | 应用场景 |
---|---|---|
自动微分 | 通过grad() 函数自动计算梯度,反向传播无需手动推导公式 | 神经网络参数优化 |
JIT编译 | 使用@jit 装饰器将代码编译为XLA指令,运行速度提升10倍+ | 大规模矩阵运算 |
并行计算 | vmap 自动向量化、pmap 多设备并行,单行代码实现GPU集群调度 | 分布式模型训练 |
XLA优化 | 将运算图编译为高度优化的机器码,减少内存占用 | 复杂数值模拟 |
函数式编程 | 强制使用纯函数,避免副作用,提升代码可维护性 | 可复现的科研实验 |
向量化提速:用vmap
替代循环
# 传统方式
results = [model(x) for x in batch]
# JAX加速版
fast_predict = vmap(model)
results = fast_predict(batch)
内存优化:结合jit
与lax.scan
处理超长序列
多GPU训练:使用pmap
实现数据并行(TPU同样适用)
梯度高阶操作:jax.grad(jax.grad(f))
直接计算二阶导数
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• 显存管理:避免在循环中累积中间变量,使用jit
固定内存布局
• 随机数生成:通过key = random.split(key)
维护状态链
• 设备切换:用jax.device_put()
显式控制数据存放位置
相比TensorFlow/PyTorch,JAX的函数式设计允许更灵活的模型组合,例如:
def resnet_block(params, x):
x = layer(x) + identity(x) # 残差连接自由组合
return jax.nn.relu(x)
其即时编译特性甚至能优化自定义算子的性能,特别适合需要高频修改模型结构的研究场景。