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Tencent / TNN

  • суббота, 13 июня 2020 г. в 00:22:15
https://github.com/Tencent/TNN

C++
TNN：由腾讯优图实验室打造，移动端高性能、轻量级推理框架，同时拥有跨平台、高性能、模型压缩、代码裁剪等众多突出优势。TNN框架在原有Rapidnet、ncnn框架的基础上进一步加强了移动端设备的支持以及性能优化，同时也借鉴了业界主流开源框架高性能和良好拓展性的优点。目前TNN已经在手Q、微视、P图等应用中落地，欢迎大家参与协同共建，促进TNN推理框架进一步完善。



English Version

简介

TNN：由腾讯优图实验室打造，移动端高性能、轻量级推理框架，同时拥有跨平台、高性能、模型压缩、代码裁剪等众多突出优势。TNN框架在原有Rapidnet、ncnn框架的基础上进一步加强了移动端设备的支持以及性能优化，同时也借鉴了业界主流开源框架高性能和良好拓展性的优点。目前TNN已经在手Q、微视、P图等应用中落地，欢迎大家参与协同共建，促进TNN推理框架进一步完善。

快速开始

使用 TNN 非常简单，如果你有一个已经训练好的模型, 那么一般而言通过以下三个步骤就能完成模型在目标平台上的部署。

  1. 第一步是把训练好的模型转换成TNN的模型，为此我们提供了丰富的工具来帮助你完成这一步，无论你使用的是 TensorFlow、PyTorch、或者 Caffe，都可以轻松完成转换。 详细的手把手教程可以参见这里如何转换模型。

  2. 当你完成了模型的转换，第二步就是编译目标平台的 TNN 引擎了，你可以根据自己的目标平台的硬件支持情况，选择 CPU/ARM/OpenCL/Metal 等加速方案。 对于这些平台，TNN 都提供了一键编译的脚本，使用非常方便。详细步骤可以参考这里如何编译TNN。

  3. 最后一步就是使用编译好的 TNN 引擎进行推理，你可以在自己的应用程序中嵌入对 TNN 的调用，这方面我们提供了丰富而详实的 demo 来帮助你完成。

技术方案

目前TNN已经在手Q、微视、P图等应用中落地，其具有的以下特性获得了广泛的好评。

  • 计算优化

    • 针对不同架构在硬件指令发射、吞吐、延迟、缓存带宽、缓存延迟、寄存器数量等特点，深度优化底层算子，极致利用硬件算力
    • 主流硬件平台(CPU: ARMv7， ARMv8， GPU: Mali， Adreno， Apple) 深度调优
    • CNN 核心卷积运算通过 Winograd，Tile-GEMM， Direct Conv 等多种算法实现，保证不同参数、计算尺度下高效计算
    • Op 融合：离线分析网络计算图，多个小 Op（计算量小、功能较简单）融合运算，减少反复内存读取、kernel 启动等开销

  • 低精度优化

    • 支持 INT8， FP16 低精度计算，减少模型大小、内存消耗，同时利用硬件低精度计算指令加速计算
    • 支持 INT8 Winograd 算法，(输入6bit)， 在精度满足要求的情况下，进一步降低模型计算复杂度
    • 支持单模型多种精度混合计算，加速计算同时保证模型精度

  • 内存优化

    • 高效”内存池”实现：通过 DAG 网络计算图分析，实现无计算依赖的节点间复用内存，降低 90% 内存资源消耗
    • 跨模型内存复用：支持外部实时指定用于网络内存，实现“多个模型，单份内存”。

  • 主流模型实测性能：v0.1 2020.05.29

    • 麒麟970：

      model cpu time(单线程，ms) gpu time(ms)
      Mobilenet_v1 88 12
      Mobilenet_v1_int8 55
      Mobilenet_v2 58 11
      Mobilenet_v2_int8 41
      squeezenet_v1.0 127 20
      squeezenet_v1.0_int8 82

    • 骁龙835：

      model cpu time(单线程，ms) gpu time(ms)
      Mobilenet_v1 94 16
      Mobilenet_v1_int8 62
      Mobilenet_v2 61 14
      Mobilenet_v2_int8 47
      squeezenet_v1.0 122 28
      squeezenet_v1.0_int8 93

    • 骁龙845：

      model cpu time(单线程，ms) gpu time(ms)
      Mobilenet_v1 60 10
      Mobilenet_v1_int8 37
      Mobilenet_v2 39 8
      Mobilenet_v2_int8 28
      squeezenet_v1.0 74 14
      squeezenet_v1.0_int8 56

  • TNN架构图：

  • 通过 ONNX 支持 TensorFlow， PyTorch， MXNet， Caffe 等多种训练框架，充分利用和融入不断完善的 ONNX 开源生态。当前支持 ONNX 算子55个，近期会完善到约80个，覆盖主流CNN网络

  • 支持主流安卓、iOS、Embedded Linux 操作系统，支持 ARM CPU， GPU 硬件平台（近期还会加入达芬奇 NPU 支持）

  • 模块化设计，将模型解析、计算图构建、优化、底层硬件适配、高性能 kernel 实现各部分抽象隔离，通过 Factory Mode 注册、构建设备，方便接入更多的底层硬件、加速方案。

  • Runtime 无任何第三方库依赖，CPU 动态库尺寸仅约 400KB，并提供基础图像变换操作，调用简单便捷。跨平台模型统一、调用接口统一，通过单个配置参数快速切换。

能力展示

使用手册

API文档

贡献者须知

Roadmap

致谢

TNN参考和借鉴了下列项目：

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