TensorFlow2.0来了

前言

3 月 7 日凌晨,谷歌 TensorFlow 开发者峰会(TensorFlow Dev Summit 2019)在美国加州举行。自今年 1 月份谷歌放出 TensorFlow 2.0 开发者预览版,开发者们如今终于迎来了万众期待的 TensorFlow 2.0 Alpha 版的正式发布。也许是为了呼应谷歌此前将 TensorFlow 2.0 称作重要的「里程碑」,TensorFlow 的 Logo 也从过去的三维积木状变成了扁平化风格的「T」和「F」字母拼接。

TensorFlow2.0来了

新Logo

除了发布 TensorFlow 2.0 Alpha 版,谷歌在本次大会上还发布了「一箩筐」围绕 TensorFlow 的其他软件的更新和最新成果,包括:经过更新的 TensorFlow Lite 1.0、TensorFlow js 1.0 和 Swift for TensorFlow 0.2 ,端到端的机器学习平台 TensorFlow Extended (TFX) 以及两款面向隐私问题的 TensorFlow Federated 开源框架和 TensorFlow Privacy 开源库。

另外值得一提的是,随着 TensorFlow 2.0 Alpha 版的到来,谷歌还发布了两门深度学习课程:Udacity 的《TensorFlow 深度学习简介》和 Deeplearning.ai 的《TensorFlow:从基础知识到掌握专业化》系列课程。

TensorFlow 2.0 Alpha 版:强调简单易用性

今年 1 月份,谷歌就放出 TensorFlow 2.0 开发者预览版,引起了开发者们的满腔期待。而不到两个月后随之而来的 TensorFlow 开发者峰会,其最受关注的环节莫过于 TensorFlow 2.0 Alpha 版的发布。

据悉,针对 TensorFlow 2.0,TensorFlow 团队听取了开发者关于「简化 API、减少冗余并改进文档和示例」的建议来进行设计,将 TensorFlow 2.0 Alpha 版的更新重点放在简单和易用性上,主要进行了以下更新:

1、使用 Keras 和 eager execution,轻松建立简单的模型并执行

2、在任何平台上的实现生产环境的模型部署

3、为研究提供强大的实验工具

4、通过清除不推荐使用的 API 和减少重复来简化 API

同时,在过去的几年中,谷歌陆续在 TensorFlow 中添加了许多组件,而 TensorFlow 2.0 Alpha 版中则将这些组件将打包成了一个综合性平台,支持从训练到部署的机器学习工作流,其新架构的简化概念图如下所示:

TensorFlow2.0来了

新架构

而更简单化的新框架更是带来了更加简洁的工作流,即:先使用 tf.data 创建的输入管道读取训练数据;然后使用 tf.keras 或 Premade Estimators 构建、训练和验证模型;接着用 eager execution 进行运行和调试;再使用 Distribution Strategy API 在不更改模型定义的情况下,基于 CPU、GPU 等不同硬件配置上分布和训练模型;最后将模型导出到 SavedModel 保存。其工作流如下图所示:

TensorFlow2.0来了

工作流图

此外,TensorFlow 2.0 Alpha 版还带来了一些新的功能,允许研究人员和高级用户使用丰富的扩展进行实验,如 Ragged Tensors、TensorFlow Probability、Tensor2Tensor 等。

为了简化代码迁移到 TensorFlow 2.0 的过程,谷歌还提供一个转换工具和指导文档用来更新 TensorFlow 1.x Python 代码以使用与 TensorFlow 2.0 兼容的 API,并将无法自动转换的代码标记出来。

在 API 方面的更新也是 TensorFlow 2.0 Alpha 版的一大亮点,其将 Keras API 指定为构建和训练深度学习模型的高级 API,并舍弃掉其他 API。另外值得一提的是,Keras 提供了几个模型构建 API,例如可以利用 Sequential API 构建模型,然后使用「compile」和「fit」,tensorflow.org 中所有常见的」tf.keras」示例均可在 2.0 中便捷使用。

TensorFlow 2.0 Alpha 版的另一个最明显的改变就是将用于机器学习的实验和研究平台——Eager execution 设置为默认优先模式,这就意味着任何运算在调用后就会立即运行,从而不再需要预先定义静态图,就可以通过「tf.Session.run()」执行图的各个部分,让执行过程变得更加简单和快捷。

此外,Eager execution 还有助于原型制作、调试和监控运行中的代码,用户可使用 Python 调试程序检查变量、层及梯度等对象,并利用装饰器「@tf.function」中内置的 Autograph 直接获取图表优化和效率,这整个过程不仅能够保留 TensorFlow1.x 基于静态计算图执行的所有优点:性能优化、远程执行,以及序列化、导出和部署的能力,同时还增加了用简单 Python 表达程序的灵活性和易用性。

整体而言,TensorFlow 2.0 Alpha 版具有以下三大特性

第一,易用性,其主要体现在使用 tf.keras 作为高级 API,且将 Eager execution 作为默认模式。

第二,简洁性,其主要体现在 TensorFlow 2.0 Alpha 版删除了重复的功能,并且不同 API 的调用语法也变得一致、直观,同时它的兼容性更加完善。

第三,灵活性,其主要体现在 TensorFlow 2.0 Alpha 版提供了完整的低级 API,并可以在 tf.raw_ops 中访问内部操作,同时还提供了变量、checkpoint 以及层的可继承接口。

开发者峰会上,TensorFlow 工程总监 Rajat Monga 也向大家呈现了 TensorFlow 这几年来的「战绩」:自 2015 年 11 月推出以来,TensorFlow 总下载量超过 4100 万次,提交了 5 万多次代码更新,目前已有 1800 多名来自全世界的贡献者。

而随着更加顺从民意、使用更加简单的 TensorFlow 2.0 Alpha 版的发布,TensorFlow 又将收获怎样的成绩呢?大家可以拭目以待。

TensorFlow 2.0 Alpha 版官方网址:https://www.tensorflow.org/alpha

TensorFlow 2.0 Alpha 版开源地址:https://github.com/orgs/tensorflow/projects/4

https://www.toutiao.com/a6666606736964583939/

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