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Torch-TensorRT 详解

Torch-TensorRT 是一个针对 NVIDIA GPU 的 PyTorch 模型编译器,通过 TensorRT 模型优化 SDK 实现。它旨在为 PyTorch 模型提供更好的推理性能,同时保持 PyTorch 优秀的用户友好性。

Dynamo 前端

Dynamo 前端是 Torch-TensorRT 的默认前端。它利用了 PyTorch 中的 dynamo 编译器栈

torch.compile (即时编译)

torch.compile 是一个即时(JIT)编译器栈,因此编译会推迟到首次使用时。这意味着,当图中条件发生变化时,图会自动重新编译。这为用户提供了最大的运行时灵活性,但限制了序列化的选项。

在底层,torch.compile 会将它认为可以降低到 Torch-TensorRT 的子图委托出去。Torch-TensorRT 进一步将这些图降低为仅包含 Core ATen Operators 或适合 TensorRT 加速的精选“高级操作”的操作。子图会进一步划分为将在 PyTorch 中运行的组件和基于算子支持情况将被进一步编译到 TensorRT 的组件。TensorRT 引擎随后替换支持的块,并将混合子图返回给 torch.compile 以便在调用时运行。

支持的格式

  • torch.fx GraphModule (torch.fx.GraphModule)

  • PyTorch Module (torch.nn.Module)

返回值

  • 触发首次调用时进行编译的 boxed 函数

torch_tensorrt.dynamo.compile (提前编译)

torch_tensorrt.dynamo.compile 是一个提前(AOT)编译器,模型在显式的编译阶段进行编译。这些编译产物随后可以被序列化并在以后重新加载。图会通过 torch.export.trace 系统进行降低,生成一个由 Core ATen Operators 或适合 TensorRT 加速的精选“高级操作”组成的图。子图会进一步划分为将在 PyTorch 中运行的组件和基于算子支持情况将被进一步编译到 TensorRT 的组件。TensorRT 引擎随后替换支持的块,并将混合子图打包成一个 ExportedProgram,该程序可以被序列化和重新加载。

支持的格式

  • torch.export.ExportedProgram (torch.export.ExportedProgram)

  • torch.fx GraphModule (torch.fx.GraphModule)(通过 torch.export.export

  • PyTorch Module (torch.nn.Module)(通过 torch.export.export

返回值

  • torch.fx.GraphModule(可通过 torch.export.ExportedProgram 进行序列化)

遗留前端

随着 PyTorch 生态系统中多年来出现过许多编译器技术,Torch-TensorRT 包含一些针对这些技术的遗留功能。

TorchScript (torch_tensorrt.ts.compile)

TorchScript 前端是 Torch-TensorRT 最初的默认前端,针对 TorchScript 格式的模型。提供的图将被划分为支持和不支持的块。支持的块将被降低到 TensorRT,不支持的块将保留以使用 LibTorch 运行。生成的图作为 ScriptModule 返回给用户,该模块可以与 Torch-TensorRT PyTorch 运行时扩展一起加载和保存。

支持的格式

  • TorchScript Module (torch.jit.ScriptModule)

  • PyTorch Module (torch.nn.Module)(通过 torch.jit.scripttorch.jit.trace

返回值

  • TorchScript Module (torch.jit.ScriptModule)

FX Graph Modules (torch_tensorrt.fx.compile)

该前端几乎已被 Dynamo 前端完全取代,Dynamo 前端是 FX 前端可用功能的超集。FX 前端保留在代码库中是为了向后兼容。

支持的格式

  • torch.fx GraphModule (torch.fx.GraphModule)

  • PyTorch Module (torch.nn.Module)(通过 torch.fx.trace

返回值

  • torch.fx GraphModule (torch.fx.GraphModule)

torch_tensorrt.compile

由于存在许多不同的前端和支持的格式,我们提供了一个名为 torch_tensorrt.compile 的便利层,它允许用户访问所有不同的编译器选项。您可以通过设置 ir 选项来指定要使用的编译器路径,告诉 Torch-TensorRT 尝试通过特定的中间表示(IR)来降低提供的模型。

ir 选项

  • torch_compile: 使用 torch.compile 系统。立即返回一个 boxed 函数,该函数将在首次调用时进行编译。

  • dynamo: 将图通过 torch.export / torchdynamo 栈运行。如果输入模块是 torch.nn.Module,则它必须是“可导出跟踪”(export-traceable)的,因为模块将使用 torch.export.export 进行跟踪。返回一个 torch.fx.GraphModule,该模块可以立即运行,或通过 torch.export.exporttorch_tensorrt.save 保存。

  • torchscriptts: 将图通过 TorchScript 栈运行。如果输入模块是 torch.nn.Module,则它必须是“可脚本化”(scriptable)的,因为模块将使用 torch.jit.script 进行编译。返回一个 torch.jit.ScriptModule,该模块可以立即运行,或通过 torch.savetorch_tensorrt.save 保存。

  • fx: 将图通过 torch.fx 栈运行。如果输入模块是 torch.nn.Module,它将使用 torch.fx.trace 进行跟踪,并受其限制。

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