嵌入式部署方式具有實時響應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)開銷低、隱私保護、能耗比高等優(yōu)勢;但同時，由于邊緣設(shè)備種類繁多，適配部署難度較高。
在一項百度和波士頓咨詢公司的聯(lián)合調(diào)研中，我們發(fā)現(xiàn)在有定制業(yè)務(wù)模型需求的客戶中，超過35%的場景有離線邊緣計算的需求。而如上文所述，端計算由于設(shè)備的多樣性，研發(fā)和部署成本相比云部署更高，且往往實際業(yè)務(wù)場景對在端上運行的模型的時延和穩(wěn)定性也會有極高的要求。因此，如何將定制好的模型部署到各類端設(shè)備上是一個技術(shù)難題。
為了滿足開發(fā)者對部署形式多樣化的需求，一站式零門檻AI開發(fā)平臺EasyDL支持多種部署方式，包括公有云部署、本地服務(wù)器部署、設(shè)備端SDK和軟硬一體解決方案。EasyDL是基于飛槳推出的面向企業(yè)打造的一站式零門檻AI開發(fā)平臺，提供智能標(biāo)注、模型訓(xùn)練、服務(wù)部署等全流程功能，內(nèi)置豐富的預(yù)訓(xùn)練模型，全面支持飛槳Master模式，面向不同人群與需求提供經(jīng)典版、專業(yè)版、零售版三個版本。
EasyDL支持的多種部署方式，適用于各類業(yè)務(wù)場景與運行環(huán)境，便于開發(fā)者根據(jù)需求靈活選擇，其支持的設(shè)備也非常豐富，從最常見的x86、ARM、Nvidia-GPU，到NPU、FPGA，支持超過10類硬件。由于百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺相關(guān)功能的支持，EasyDL具備強大的端計算部署能力，在生成端計算模型時，會經(jīng)過一些列的優(yōu)化、加速、壓縮功能。
對于這一系列能力的講解，可以從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層面和芯片能力兩方面入手。
在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層面，會進行op融合(如conv-add-relu，conv-bn等)、fp16/int8量化、模型裁剪等優(yōu)化。
以近期上線的ARM定點量化為例，其優(yōu)點包括低內(nèi)存帶寬、低功耗、低計算資源占用。在一些網(wǎng)絡(luò)中，可以帶來4倍的模型壓縮、4倍的內(nèi)存帶寬提升，以及更高效的cache利用。在很多場景中，定點量化不會對網(wǎng)絡(luò)精度造成額外損失。量化主要分為兩大類：Post Training Quantization和Quantization Aware Training，前者是使用KL散度等方法確定量化參數(shù)且不需要重新訓(xùn)練的定點量化方法，后者是對訓(xùn)練好的模型做再訓(xùn)練，建模來確定量化參數(shù)。在量化訓(xùn)練過程中，前向傳播的工作流可以表示為如下方式：
基于模擬量化訓(xùn)練前向過程的等價工作流
在訓(xùn)練量化的過程中，會在原有網(wǎng)絡(luò)算子前后插入連續(xù)的量化op和反量化op，并改變相應(yīng)的反向算子的輸入，評估階段，將量化算子參數(shù)變?yōu)榱炕蟮闹担罱K通過PaddleLite的工具改變模型文件中的參數(shù)數(shù)據(jù)類型為int8的na?ve buffer形式。
在后續(xù)的版本升級中，EasyDL會繼續(xù)上線模型裁剪優(yōu)化?；诿舾卸冗x擇最優(yōu)的裁剪率組合來進行部分的卷積和裁剪，可以達到一倍以上模型體積的減少和低于1%的精度損失的優(yōu)化效果。結(jié)合定點量化以及后續(xù)的蒸餾策略，模型的體積和推理速度會得到更進一步的全面優(yōu)化。
在芯片層面，EasyDL會根據(jù)具體的硬件類型進行特屬優(yōu)化。比如在ARM64上如果芯片支持NEON，會充分利用其16個128位寄存器進行浮點數(shù)計算的優(yōu)化;在英偉達GPU設(shè)備上，EasyDL會利用TensorRT庫進行子圖的計算和加速;在蘋果手機上，會利用CoreML引擎進行推理加速;在華為手機上，如果支持DDK，會調(diào)用華為HiAI引擎進行推理。此外，EasyDL還支持英特爾的 MKL OpenVino, 高通的SNPE等推理引擎。在一些平臺上，能夠根據(jù)具體的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、芯片類型進行合理的自動選擇，在保證精度的同時最大化利用芯片能力，極大地提升推理速度。經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)、硬件等各層面的優(yōu)化之后，模型在體積、內(nèi)存占用、推理速度上都會有更優(yōu)的表現(xiàn)，部分模型的推理速度可以提升數(shù)倍以上。
近期EasyDL新上線了華為Atlas 200、Atlas300加速卡的支持，能夠支持最新DaVinci架構(gòu)的昇騰310AI處理器，同時兼顧開發(fā)板及服務(wù)器的場景。結(jié)合EasyDL現(xiàn)有的優(yōu)化技術(shù)，在EasyDL的高性能模型上，可以達到6ms的性能。開啟多Batch優(yōu)化后，單張300加速卡可以一秒處理高達1000張圖片。
在EasyDL平臺上，模型加速優(yōu)化的全過程都會在系統(tǒng)中自動完成，用戶只需根據(jù)自己的場景需要，選擇具體的硬件，即可自動生成適配對應(yīng)硬件的端計算部署包。現(xiàn)在，在發(fā)布模型的時候，用戶只需要勾選“同時獲取加速版”，EasyDL后臺便會自動為用戶生成具備量化、壓縮等優(yōu)化能力的加速版模型和SDK，用戶可以直接下載使用，使用的流程也基本一致?？偟膩砜矗珽asyDL的嵌入式模型部署整體使用流程非?？焖俦憬荩脩魺o需關(guān)注復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)邊緣計算算法、具體硬件適配等底層邏輯，只需關(guān)注實際的業(yè)務(wù)需求，通過SDK輸入圖片即可獲得模型輸出的識別結(jié)果。
目前，已有多家企業(yè)根據(jù)具體業(yè)務(wù)場景，通過EasyDL平臺僅用少量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訓(xùn)練高精度AI模型，并根據(jù)使用場景和運行環(huán)境選擇適配的部署方式。使用門檻低、方便快捷的加速版SDK具備的量化壓縮等能力，正在越來越多的業(yè)務(wù)場景中發(fā)揮作用，快速解決業(yè)務(wù)需求。
立即嘗試EasyDL：https://ai.baidu.com/easydl/
來源：IT時代網(wǎng)
