PyTorch张量:内存布局

你可能对 torch 上的某些函数感到困惑,它们执行相同的操作但名称不同。 例如: reshape()view()permute()transpose() 等。

这些函数的做法真的不同吗? 不! 但为了理解它,我们首先需要了解一下张量在 pytorch 中是如何实现的。

NSDT工具推荐Three.js AI纹理开发包 - YOLO合成数据生成器 - GLTF/GLB在线编辑 - 3D模型格式在线转换 - 可编程3D场景编辑器 - REVIT导出3D模型插件 - 3D模型语义搜索引擎

张量(tensor)是抽象或逻辑结构,就像数组一样,无法按照其设想的方式实现。 显而易见的原因是内存单元是连续(contiguous)的,因此我们需要找到一种方法将它们保存在内存中。 例如,如果我们有一个如下所示的二维张量(或数组):

将其保存到内存中的正常(或连续)方式是逐行排列。 所以我们将有:

每个张量都有元数据来声明如何读取张量。 例如,在这个 2d 张量中,为了访问下一行,我们必须向前移动 3 步,而下一列我们应该向前移动 1 步。 我们称这两个数字为步幅(stride)。 所以我们可以像下面这样提取它们:

这为我们开辟了新的可能性,因为们可以通过改变步幅元数据来改变张量! 例如,如果我们将步长从(3, 1) 更改为(1, 3),我们实际上转置了矩阵,而无需对所有内存项进行任何操作:

正如你所注意到的,张量不再连续,因为我们更改了它!为了转到下一行,我们只需跳过 1 个值,而跳过3 个值则移动到下一列。

如果我们回想一下张量的内存布局,这是有道理的:

复制代码
[0, 1, 2, 3, 4, ..., 11]

为了移动到下一列(例如从0到3,我们必须跳过 3 个值。因此张量不再是连续的!要使其连续,只需对其调用contigously()即可:

当你调用contigious()时,它实际上会创建张量的副本,因此元素的顺序将与从头开始创建相同形状的张量相同。

请注意,"连续"这个词有点误导,因为它并不是张量的内容分布在断开连接的内存块周围。 这里字节仍然分配在一块内存中,但元素的顺序不同!

同样,视图函数 view()只是原始变量的视图,这意味着如果更改原始内存,它也会发生变化:

这实际上非常有效,因为我们不必为转换创建新的内存槽。 但 reshape()可以复制原始数据。 来自原始文档:

连续输入和具有兼容步幅的输入可以在不复制的情况下进行重塑,但你不应依赖于复制与查看行为。

例如,如果我们有如下代码:

运行输出结果如下:

该视图不适用于非连续数据。

另外,考虑到 permute() 是另一个仅适用于元数据的函数,因此它也会创建不连续的数据。 permute() 改变轴的顺序,因此它与改变矩阵形状的 view()reshape() 完全不同。


原文链接:Pytorch张量内存布局 - BimAnt

相关推荐
To_OC6 小时前
LC 49 字母异位词分组:想到哈希表很简单,选对 key 才是精髓
javascript·算法·leetcode
冬奇Lab8 小时前
每日一个开源项目(第140篇):AgentScope 2.0 - 阿里开源的生产级 Agent 框架
人工智能·开源·agent
冬奇Lab8 小时前
Skill 系列(04):Skill 指标体系——L1/L2/L3 三层监控,让质量下降有据可查
人工智能·开源·llm
IT_陈寒9 小时前
Vite的静态资源打包让我熬夜到三点,这坑千万别跳
前端·人工智能·后端
玩转AI不是事10 小时前
用IndexedDB做AI对话离线缓存实战
人工智能
Asize10 小时前
多模态生图:从 Vite 工程化到前端调用 Qwen Image
javascript·人工智能·后端
MobotStone10 小时前
AI项目越多,为什么越容易失控
人工智能·aigc
十有八七10 小时前
AI时代的置身X内
前端·人工智能
Lkstar11 小时前
A2A协议深度解析|Agent2Agent通信标准,智能体互联网的"HTTP"
人工智能·llm
用户9385156350711 小时前
从 O(n²) 到 O(nlogn):一文读懂快速排序的“快”与“妙”
javascript·算法