人工智能/深度学习

4. TensorRT 的 Python 接口解析

本章说明 Python API 的基本用法,假设您从 ONNX 模型开始。 onnx_resnet50.py示例更详细地说明了这个用例。

Python API 可以通过tensorrt模块访问:

import tensorrt as trt

4.1. The Build Phase

要创建构建器,您需要首先创建一个记录器。 Python 绑定包括一个简单的记录器实现,它将高于特定严重性的所有消息记录到stdout 。

logger = trt.Logger(trt.Logger.WARNING)

或者,可以通过从ILogger类派生来定义您自己的记录器实现:

class MyLogger(trt.ILogger):
    def __init__(self):
       trt.ILogger.__init__(self)

    def log(self, severity, msg):
        pass # Your custom logging implementation here

logger = MyLogger()

然后,您可以创建一个构建器:

builder = trt.Builder(logger)

4.1.1. Creating a Network Definition in Python

创建构建器后,优化模型的第一步是创建网络定义:

network = builder.create_network(1 << int(trt.NetworkDefinitionCreationFlag.EXPLICIT_BATCH))

为了使用 ONNX 解析器导入模型,需要EXPLICIT_BATCH标志。有关详细信息,请参阅显式与隐式批处理部分。

4.1.2. Importing a Model using the ONNX Parser

现在,需要从 ONNX 表示中填充网络定义。您可以创建一个 ONNX 解析器来填充网络,如下所示:

parser = trt.OnnxParser(network, logger)

然后,读取模型文件并处理任何错误:

success = parser.parse_from_file(model_path)
for idx in range(parser.num_errors):
    print(parser.get_error(idx))

if not success:
    pass # Error handling code here

4.1.3. Building an Engine

下一步是创建一个构建配置,指定 TensorRT 应该如何优化模型:

config = builder.create_builder_config()

这个接口有很多属性,你可以设置这些属性来控制 TensorRT 如何优化网络。一个重要的属性是最大工作空间大小。层实现通常需要一个临时工作空间,并且此参数限制了网络中任何层可以使用的最大大小。如果提供的工作空间不足,TensorRT 可能无法找到层的实现:

config.set_memory_pool_limit(trt.MemoryPoolType.WORKSPACE, 1 << 20) # 1 MiB

指定配置后,可以使用以下命令构建和序列化引擎:

serialized_engine = builder.build_serialized_network(network, config)

将引擎保存到文件以供将来使用可能很有用。你可以这样做:

with open(“sample.engine”, “wb”) as f:
    f.write(serialized_engine)

4.2. Deserializing a Plan

要执行推理,您首先需要使用Runtime接口反序列化引擎。与构建器一样,运行时需要记录器的实例。

runtime = trt.Runtime(logger)

然后,您可以从内存缓冲区反序列化引擎:

engine = runtime.deserialize_cuda_engine(serialized_engine)

如果您需要首先从文件加载引擎,请运行:

with open(“sample.engine”, “rb”) as f:
    serialized_engine = f.read()

4.3. Performing Inference

引擎拥有优化的模型,但要执行推理需要额外的中间激活状态。这是通过IExecutionContext接口完成的:

context = engine.create_execution_context()

一个引擎可以有多个执行上下文,允许一组权重用于多个重叠的推理任务。 (当前的一个例外是使用动态形状时,每个优化配置文件只能有一个执行上下文。)

要执行推理,您必须为输入和输出传递 TensorRT 缓冲区,TensorRT 要求您在 GPU 指针列表中指定。您可以使用为输入和输出张量提供的名称查询引擎,以在数组中找到正确的位置:

input_idx = engine[input_name]
output_idx = engine[output_name]

使用这些索引,为每个输入和输出设置 GPU 缓冲区。多个 Python 包允许您在 GPU 上分配内存,包括但不限于 PyTorch、Polygraphy CUDA 包装器和 PyCUDA。

然后,创建一个 GPU 指针列表。例如,对于 PyTorch CUDA 张量,您可以使用data_ptr()方法访问 GPU 指针;对于 Polygraphy DeviceArray ,使用ptr属性:

buffers = [None] * 2 # Assuming 1 input and 1 output
buffers[input_idx] = input_ptr
buffers[output_idx] = output_ptr

填充输入缓冲区后,您可以调用 TensorRT 的execute_async方法以使用 CUDA 流异步启动推理。

首先,创建 CUDA 流。如果您已经有 CUDA 流,则可以使用指向现有流的指针。例如,对于 PyTorch CUDA 流,即torch.cuda.Stream() ,您可以使用cuda_stream属性访问指针;对于 Polygraphy CUDA 流,使用ptr属性。 接下来,开始推理:

context.execute_async_v2(buffers, stream_ptr)

通常在内核之前和之后将异步memcpy()排入队列以从 GPU 中移动数据(如果数据尚不存在)。

要确定内核(可能还有memcpy() )何时完成,请使用标准 CUDA 同步机制,例如事件或等待流。例如,对于 Polygraphy,使用:

stream.synchronize()

如果您更喜欢同步推理,请使用execute_v2方法而不是execute_async_v2 。

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