NVIDIA Deep Learning Examples飞桨ResNet50模型上线训练速度超PyTorch ResNet50

你还在头疼于经典模型的复现吗？不知何处可以得到全面可参照的 Benchmark？

为了让飞桨开发者可以快速复现顶尖的精度和超高的性能，NVIDIA 与飞桨团队合作开发了基于 ResNet50 的模型示例，并将持续开发更多的基于 NLP 和 CV 等领域的经典模型，后续陆续发布的模型有 BERT、PP-OCR、PP-YOLO 等，欢迎持续关注。

深度学习模型是什么？

深度学习包括训练和推理两个环节。训练是指通过大数据训练出一个复杂的神经网络模型，即用大量标记过的数据来“训练”相应的系统，使之可以适应特定的功能。推理是指利用训练好的模型，使用新数据推理出各种结论。深度学习模型是在训练工作过程中生成，并将其保存，用于推理当中。

深度学习训练推理示意图

NVIDIA Deep Learning Examples

全新上线飞桨 ResNet50

NVIDIA Deep Learning Examples 仓库上线了基于飞桨实现的 ResNet50 模型的性能优化结果，该示例全面适配各类 NVIDIA GPU 和各种硬件拓扑（单机单卡，单机多卡），极致优化性能。值得一提的是，Deep Learning Examples 中飞桨 ResNet50 模型训练速度已超过对应的 PyTorch 版 ResNet50。

NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中基于飞桨与 PyTorch 的 ResNet50 模型在同等 GPU 配置下的训练性能比较，GPU 配置为 NVIDIA DGX A100（8x A100 80GB）。

*数据来源：[1][2]

NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中飞桨 ResNet50 有哪些优势？

优势一：通过使用 DALI 等工具，加速 GPU 数据预处理性能

NVIDIA Data Loading Library（ DALI ）专注于使用 GPU 加速深度学习应用中的数据加载和预处理。深度学习数据预处理涉及到复杂的、多个阶段的处理过程，如 ResNet50 模型训练过程中，在 CPU 上处理图片的加载、解码、裁剪、翻转、缩放和其他数据增强等操作会成为瓶颈，限制训练和推理的性能和可扩展性。DALI 将这些操作转移到 GPU 上，最大限度地提高输入流水线的吞吐量，并且其中数据预取，并行执行和批处理的操作对用户是透明的。

优势二：通过使用 AMP，ASP 等工具，提高推理性能

飞桨内置支持 AMP（自动混合精度）及 ASP（自动稀疏化）模块，AMP 模块可在模型训练过程中，自动为算子选择合适的计算精度（FP32/FP16），充分利用 Tensor Cores 的性能，在不影响模型精度的前提下，大幅加速模型训练。

ASP 模块实现了一个工作流将深度学习模型从稠密修剪为 2：4 的稀疏模式，经过重训练之后，可恢复到与稠密模型相当的精度。稀疏模型可以充分利用 A100 Tensor Core GPU 的加速特性，被修剪的权重矩阵参数存储量减半，并且可以获得理论上 2 倍的计算加速，从而大幅提高推理性能。

优势三：通过集成 TensorRT，优化推理模型

飞桨推理集成了 TensorRT，称为 Paddle-TRT。它可以把部分模型子图交给 TensorRT 加速，而其他部分仍然用飞桨执行，从而达到最佳的推理性能。

优势四：丰富的 Benchmark

NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中

有哪些 Benchmark？

NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中的 Benchmark 主要包含训练精度结果、训练性能结果、推理性能结果、Paddle-TRT 性能结果几个方面。

1、训练精度结果

训练精度: NVIDIA DGX A100 (8x A100 80GB)

*数据来源：[1]

集成 ASP 的提高精度: NVIDIA DGX A100 (8x A100 80GB)

*数据来源：[1]

2、训练性能结果

训练性能: NVIDIA DGX A100 (8x A100 80GB)

*数据来源：[1]

集成 ASP 的训练性能: NVIDIA DGX A100 (8x A100 80GB)

*数据来源：[1]

3、推理性能结果

推理性能: NVIDIA DGX A100 (1x A100 80GB)

*数据来源：[1]

4、Paddle-TRT 性能结果

Paddle-TRT 性能结果: NVIDIA DGX A100 (1x A100 80GB)

*数据来源：[1]

Paddle-TRT 性能结果: NVIDIA A30 (1x A30 24GB)

*数据来源：[1]

Paddle-TRT 性能结果: NVIDIA A10 (1x A10 24GB)

*数据来源：[1]

如何下载 NVIDIA Deep Learning Examples 中的飞桨 ResNet50？

登录 GitHub NVIDIA Deep Learning Examples 仓库, 找到PaddlePaddle/Classification/RN50/1.5，下载模型源代码即可。

NVIDIA Deep Learning Examples 飞桨 ResNet50 下载页面

飞桨容器如何安装？

容器包含了深度学习框架在运行时所需的所有部件（包括驱动，工具包等），它具有轻量化与可复制性、打包和执行环境合二为一以及简化应用程序部署等优势，因此，被认为是在同一环境中实现“构建、测试、部署”的最佳平台。容器允许我们创建标准化可复制的轻量级开发环境，摆脱来自 Hypervisor 所带来运行开销。应用程序可以基于 Container Runtime 运行在“任意”系统中。

NVIDIA 与百度飞桨联合开发了 NGC 飞桨容器，将最新版本的飞桨与最新的 NVIDIA 的软件栈进行了无缝的集成与性能优化，最大程度的释放飞桨框架在 NVIDIA 最新硬件上的计算能力。这样，用户不仅可以快速开启 AI 应用，专注于创新和应用本身，还能够在 AI 训练和推理任务上获得飞桨+NVIDIA 带来的飞速体验。

NGC 飞桨容器已经集成入飞桨官网主页。你可以选择 “飞桨版本”+“Linux”+“Docker”+“CUDA 11.7”找到对应的 Container 下载指令。

并参考《NGC 飞桨容器安装指南》下载安装：https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/install/install_NGC_PaddlePaddle_ch.html

运行结果如下：

NVIDIA 飞桨容器现已开放免费下载，点击“阅读原文”跳转至飞桨官网《NGC 飞桨容器安装指南》页面。扫描下方二维码加入用户体验群，提交体验报告更可获得精美礼品！

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参考资料：

[1] NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中基于飞桨框架的 ResNet50 性能：https://github.com/NVIDIA/DeepLearningExamples/tree/master/PaddlePaddle/Classification/RN50v1.5

[2] NVIDIA Deep Learning Examples 仓库中基于 PyTorch 的 ResNet50 训练性能：https://github.com/NVIDIA/DeepLearningExamples/tree/master/PyTorch/Classification/ConvNets/resnet50v1.5

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