在机器学习尤其是深度学习中,我们会处理各种各样的数据,像数字、类别、文本等。Feature Column(特征列)就像是一个 “数据翻译官”,它的作用是把原始数据转换为模型能够理解和处理的格式。比如,类别数据(像水果的种类:苹果、香蕉、橙子)不能直接喂给模型,Feature Column 可以把它转换为数字编码,让模型可以进行计算。
在深度学习里,模型的计算过程可以用一个计算图来表示,图中的节点是各种算子(如加法、乘法、卷积等),边表示数据的流动。随着模型越来越复杂,计算图会变得非常庞大,包含大量的算子和数据传输操作,这会导致计算效率低下。图融合优化就是把计算图中一些相邻的、可以合并的算子合并成一个新的、更高效的算子,就像把几个小任务合并成一个大任务一起完成,从而减少计算过程中的数据传输和中间结果的存储,提高计算效率。
Feature Column 图融合优化就是针对与 Feature Column 相关的计算图进行融合优化。在模型处理特征数据时,与 Feature Column 相关的计算可能包含多个步骤和算子,例如对类别特征进行独热编码、对数值特征进行归一化等操作。这些操作在计算图中可能是分散的,通过图融合优化,可以把这些相关的算子合并在一起。
假设我们有一个预测房价的模型,输入特征有房屋面积(数值特征)、房屋所在区域(类别特征)。
- 没有进行图融合优化时:
- 对于房屋面积这个数值特征,可能先进行归一化操作(这是一个算子),然后把结果传递给下一个算子进行进一步计算。
- 对于房屋所在区域这个类别特征,要先进行独热编码(这是另一个算子),再把编码后的结果传递给后续算子。
- 这些算子是分开执行的,每次执行完一个算子,都需要把中间结果存储起来,然后再读取这些中间结果进行下一个算子的计算,这会增加计算时间和内存开销。
- 进行 Feature Column 图融合优化后:
- 把归一化算子和独热编码算子以及后续一些相关的算子融合成一个大的算子。
- 这样在处理输入特征时,只需要进行一次计算,直接得到最终需要的特征表示,减少了中间结果的存储和数据传输,提高了计算效率。
- 提高计算速度:减少了算子之间的数据传输和中间结果的存储,让模型的计算过程更加紧凑和高效,从而加快了模型的训练和推理速度。
- 降低内存占用:由于不需要存储大量的中间结果,内存的使用量会显著降低,这对于处理大规模数据和复杂模型非常重要。