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使用SDK部署TensorFlow模型推理

PAI-Blade提供了C++ SDK幫助您部署優化后的模型推理。本文以TensorFlow模型為例,介紹PAI-Blade的SDK的使用方法。

前提條件

  • 已使用PAI-Blade對TensorFlow模型進行了優化,詳情請參見優化TensorFlow模型

  • 已安裝SDK并獲取鑒權Token,詳情請參見安裝Blade。因為本文使用GCC 4.8,所以需要使用pre-cxx11 ABI的SDK。本文選用3.7.0版本的RPM包。

    說明

    經過PAI-Blade優化的模型,必須依賴對應的SDK才能正常運行。

準備環境

本文以CentOS 7為例,介紹如何使用PAI-Blade的SDK部署TensorFlow模型推理。

  1. 準備服務器。

    本文使用如下配置的ECS實例:

    • 實例規格:ecs.gn6i-c4g1.xlarge,T4 GPU

    • 操作系統:CentOS 7.9 64位

    • 設備:CUDA 10.0

    • 顯卡驅動:Driver 440.64.00

    • GPU計算加速包:CUDNN 7.6.5

  2. 安裝GCC。

    本文使用CentOS默認的GCC 4.8,安裝命令如下。

    yum install -y gcc-c++
  3. 安裝Python 3。

    # 更新 pip 版本。
    python3 -m pip install --upgrade pip
    
    # 安裝virtualenv,在虛擬環境中安裝TensorFlow。
    pip3 install virtualenv==16.0
    python3 -m virtualenv venv
    
    # 重要!激活virtualenv。
    source venv/bin/activate
  4. 安裝TensorFlow,并下載相關庫文件。

    使用TensorFlow進行推理通常需要libtensorflow_framework.so和libtensorflow_cc.so兩個動態鏈接庫。實際生產中,必須構建TensorFlow Wheel包(包含libtensorflow_framework.so),并且與libtensorflow_cc.so使用的配置、環境及編譯器版本一致。為演示方便,本文使用社區TensorFlow和已經預編譯的庫文件(請勿直接用于生產環境)。

    # 安裝TensorFlow。
    pip3 install tensorflow-gpu==1.15.0
    
    # 下載libtensorflow_cc.so。
    wget http://pai-blade.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/demo/sdk/tensorflow/libtensorflow_cc.so

部署模型推理

通過PAI-Blade的SDK加載并部署優化后的模型推理,您無需修改原代碼邏輯,只需要在編譯時鏈接上PAI-Blade的SDK中的庫文件。

  1. 準備模型。

    本文使用已經優化好的示例模型進行演示,通過如下命令即可下載該模型。您也可以使用自己的優化模型,關于如何使用PAI-Blade優化模型,詳情請參見優化TensorFlow模型

    wget http://pai-blade.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/demo/asr_frozen.pb
  2. 下載并查看推理代碼。

    通過PAI-Blade優化后的模型,其執行過程與常規TensorFlow模型相同,無需編寫額外代碼或配置額外信息。您可以使用如下命令下載本文使用的推理代碼。

    wget http://pai-blade.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/demo/sdk/tensorflow/tf_sdk_demo.cc

    查看已下載的tf_sdk_demo.cc文件,其內容均為TensorFlow推理的通用邏輯,并沒有PAI-Blade的相關代碼。

  3. 編譯代碼。

    您只需要額外鏈接SDK下/usr/local/lib子目錄下的SO文件libtf_blade.so,即可正常運行PAI-Blade優化后的模型。編譯命令如下所示。

    # 獲取TensorFlow的編譯flag。
    TF_COMPILE_FLAGS=$(python3 -c 'import tensorflow as tf; print(" ".join(tf.sysconfig.get_compile_flags()))')
    
    # 獲取TensorFlow的鏈接flag。
    TF_LD_FLAGS=$(python3 -c 'import tensorflow as tf; print(" ".join(tf.sysconfig.get_link_flags()))')
    
    # libtensorflow_cc.so在當前目錄。
    TF_CC_PATH='.'
    
    g++ -std=c++11 tf_sdk_demo.cc \
        ${TF_COMPILE_FLAGS} \
        ${TF_LD_FLAGS} \
        -L ${TF_CC_PATH} \
        -L /usr/local/lib \
        -ltensorflow_cc \
        -ltf_blade \
        -ltao_ops \
        -o demo_cpp_sdk.bin

    您可以根據實際情況修改如下參數:

    • tf_sdk_demo.cc:推理代碼的文件名。

    • /usr/local/lib:SDK的安裝路徑,通常無需修改。

    • demo_cpp_sdk.bin:編譯生成的可執行程序名。

    說明

    相比常規TensorFlow Serving的編譯,此處需要額外鏈接兩個PAI-Blade提供的包含優化OP的SO文件,即libtf_blade.so和libtao_ops.so。

  4. 本地執行模型推理。

    您可以參考如下命令,使用編譯好的可執行程序(demo_cpp_sdk.bin)加載并執行PAI-Blade優化好的示例模型(asr_frozen.pb)。

    # 必填,請聯系PAI團隊獲取。
    export BLADE_REGION=<region>
    # 必填,請聯系PAI團隊獲取。
    export BLADE_TOKEN=<token>
    TF_LD_FLAGS=$(python3 -c 'import tensorflow as tf; print(" ".join(tf.sysconfig.get_link_flags()))')
    TF_FRAMEWORK_PATH=`echo $TF_LD_FLAGS | awk '{print $1}' | sed "s/-L//g"`
    LD_LIBRARY_PATH=${TF_FRAMEWORK_PATH}:${TF_CC_PATH}:/usr/local/lib:${LD_LIBRARY_PATH} ./demo_cpp_sdk.bin asr_frozen.pb

    您需要根據實際情況替換以下參數:

    • <region>:PAI-Blade支持的地域,需要加入PAI-Blade用戶群獲取該信息,用戶群的二維碼詳情請參見獲取Token

    • <token>:鑒權Token,需要加入PAI-Blade用戶群獲取該信息,用戶群的二維碼詳情請參見獲取Token

    • /usr/local/lib:SDK的安裝目錄,通常無需修改。

    • demo_cpp_sdk.bin:上一步中編譯好的可執行程序。

    • asr_frozen.pb:PAI-Blade優化好的TensorFlow模型。本文使用步驟1中下載的示例模型。

    系統回顯如下類似結果,表示模型已經順利地開始執行了。

    ...
    2020-11-20 16:41:41.263192: I demo_cpp_sdk.cpp:96] --- Execution uses: 41.995 ms
    2020-11-20 16:41:41.305550: I demo_cpp_sdk.cpp:96] --- Execution uses: 42.334 ms
    2020-11-20 16:41:41.347772: I demo_cpp_sdk.cpp:96] --- Execution uses: 42.195 ms
    2020-11-20 16:41:41.390894: I demo_cpp_sdk.cpp:96] --- Execution uses: 43.09 ms
    2020-11-20 16:41:41.434968: I demo_cpp_sdk.cpp:96] --- Execution uses: 44.047 ms
    ...