[machine learning] MACS、MACs、FLOPS、FLOPs

本文介绍机器学习中衡量一个模型计算复杂度的四个指标:MACS、MACs、FLOPS、FLOPs。

首先从含义上讲,可以分类两类:MACS/FLOPS和MACs/FLOPs。MACs/FLOPs表示总的操作数(后缀s可以看成是表示复数),MACS/FLOPS表示每秒可以执行的操作数(即:MACs per Second/FLOPs per Second)。

从名称上讲,MAC (Multiply-Accumulate Operation)表示乘加操作,FLOP (Floating Point Operation)表示浮点操作,很容易可以得到一次MAC是两次FLOP,即:FLOPs = 2 × MACs

下面以一个简单的例子,计算模型的MACs: 假设模型是一个三层的FFN模型,每一层的Neuron数都是1024个,输入维数是4,输出维数是2,求这个模型的MACs。

第一层:MACs = 1024×4 = 4096

第二层:MACs = 1024×1024 = 1,048,576

第三层:MACs = 2×1024 = 2048

Total MACs = 4096 + 1,048,576 + 2048 = 1,054,720

我们也可以简单说这个模型的计算复杂度是2 MFLOPs(2×MACs)

在PyTorch中,我们可以使用fvcore第三方库直接得到模型的预估计算复杂度:

python 复制代码
import torch
from torchvision.models import resnet50
from fvcore.nn import FlopCountAnalysis

# Example model, replace with your model
model = resnet50()

# Example input, replace with the appropriate input size for your model
inputs = torch.randn(1, 3, 224, 224)

# Calculate FLOPs
flops = FlopCountAnalysis(model, inputs)
print(f"FLOPs: {flops.total()}")

根据复杂度的级数,对应不同FLOPs的称谓:

  • KFLOPs: 10^3 (thousand)
  • MFLOPs: 10^6 (million)
  • GFLOPs: 10^9 (billion)
  • TFLOPs: 10^12 (trillion)

了解以上的概念之后,我们拿到一个模型和一台机器,就能大概评估出这个模型在这台机器上运行的性能。比如说一个模型的计算复杂度是1 GFLOPs,机器CPU的性能是2 GFLOPS,不考虑其他性能损耗,理想状况下这台机器一秒钟可以推理这个模型两次。

最后贴一下NVIDIA一些常见GPU的性能:

json 复制代码
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/h100-pcie-80-gb.c3899
    "H100": {
        torch.float32: 51.22e12,  # 51.22 TFLOPS for FP32 on NVIDIA H100
        torch.float16: 204.9e12,  # 204.9 TFLOPS for FP16 on NVIDIA H100
        torch.bfloat16: 204.9e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/l4.c4091
    "L4": {
        torch.float32: 30.29e12,  # 30.29 TFLOPS for FP32 on NVIDIA L4
        torch.float16: 30.29e12,  # 30.29 TFLOPS for FP16 on NVIDIA L4
        torch.bfloat16: 30.29e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/tesla-t4.c3316
    "T4": {
        torch.float32: 8.1e12,  # 8.1 TFLOPS for FP32 on NVIDIA T4
        torch.float16: 65.13e12,  # 65.13 TFLOPS for FP16 on NVIDIA T4
        torch.bfloat16: 65.13e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/a10g.c3798
    "A10G": {
        torch.float32: 31.52e12,  # 31.52 TFLOPS for FP32 on NVIDIA A10G
        torch.float16: 31.52e12,  # 31.52 TFLOPS for FP16 on NVIDIA A10G
        torch.bfloat16: 31.52e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/a100-pcie-40-gb.c3623
    "A100": {
        torch.float32: 19.49e12,  # 19.49 TFLOPS for FP32 on NVIDIA A100
        torch.float16: 77.97e12,  # 77.97 TFLOPS for FP16 on NVIDIA A100
        torch.bfloat16: 77.97e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-rtx-3080.c3621
    "RTX_3080": {
        torch.float32: 29.77e12,  # 29.77 TFLOPS for FP32 on NVIDIA RTX 3080
        torch.float16: 29.77e12,  # 29.77 TFLOPS for FP16 on NVIDIA RTX 3080
        torch.bfloat16: 29.77e12
    },
    # https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-rtx-3090.c3622
    "RTX_3090": {
        torch.float32: 35.58e12,  # 35.58 TFLOPS for FP32 on NVIDIA RTX 3090
        torch.float16: 35.58e12,  # 35.58 TFLOPS for FP16 on NVIDIA RTX 3090
        torch.bfloat16: 35.58e12
    }
相关推荐
cd_949217212 分钟前
角色模型用AI生成纹理靠谱吗,能直接用于游戏吗?
人工智能·游戏
YOLO数据集集合5 分钟前
车牌目标检测数据集 | 车牌检测 智能交通 车辆识别 目标检测8003期
人工智能·目标检测·计算机视觉·车牌检测·非机动车车牌
IT_陈寒9 分钟前
SpringBoot自动配置失效?你可能漏了这个小开关
前端·人工智能·后端
磁场转动100万匹16 分钟前
OpenCV 答题卡识别判卷实战:从图像预处理到自动评分
人工智能·opencv·计算机视觉
cd_9492172131 分钟前
AI自动生成纹理能保持角色不同部位风格一致吗?
人工智能
人工智能培训38 分钟前
人工智能数据安全下的个人信息保护实践方案
大数据·人工智能·算法·生活
大象AI共学39 分钟前
# 【AI成本治理】额度缩水 44%-76% 之后的自查清单:10 题体检表 + 三档模型组合 + 免费/本地化实测方案
人工智能
OceanBase数据库官方博客39 分钟前
亮相“十五五”公积金高质量发展大会“AI 数据库”助力智慧公积金升级
数据库·人工智能
学习星球1 小时前
2026 AI游戏开发实战指南:从NVIDIA ACE到Summer Engine,AI如何重塑游戏开发
人工智能·microsoft
稚语成长1 小时前
适趣大历史是什么?儿童历史启蒙 AI App 解析(H1–H7 分级、适合几岁、怎么用)
人工智能