打破黑盒:从零自制深度学习推理框架,一本硬核实战指南

一本教你从零开始用C++自制深度学习推理框架的书。打破黑盒,深入理解模型运行机制,从CV到NLP,手把手带你实现。

原文标题:你真的懂推理框架吗?一本真正“实战出真知”的硬核新书来了!

原文作者:图灵编辑部

冷月清谈:

《自制深度学习推理框架》一书由工程背景的开发者傅莘莘撰写,旨在通过动手实践的方式,帮助读者理解深度学习推理框架的底层机制。作者通过构建开源项目 KuiperInfer,积累了丰富的实践经验,并将其沉淀为系统化的教程。本书以实战为主,理论为辅,通过8000多行C++代码,带领读者从零搭建一个可运行的推理框架。内容涵盖张量设计、计算图构建、核心算子实现、模型调度等关键模块,并支持ResNet、YOLOv5以及Llama2等主流模型。本书还配有B站视频讲解,适合有一定C++/Python基础的深度学习初学者、高校学生/研究生以及对部署/边缘计算/高性能计算感兴趣的开发者阅读。通过本书的学习,读者不仅能获得一个可扩展的推理框架,还能深入理解推理流程的底层机制,提升工程实践能力。

怜星夜思:

1、书中提到“模型训练也许只占你 AI 项目生命周期的 20%,而真正吃掉时间、卡住性能的,是部署,是推理”,大家怎么看?你在实际的项目中遇到过哪些推理相关的挑战?
2、作者开源的 KuiperInfer 框架已经获得了 2900+ GitHub Star,你觉得一个好的推理框架需要具备哪些核心特性?
3、书中提到可以学会如何支持 Llama2 等大语言模型,你认为将推理框架应用到大模型上,会面临哪些新的挑战?

原文内容

我们总以为深度学习 = 训练模型,其实错得离谱。

模型训练也许只占你 AI 项目生命周期的 20%,而真正吃掉时间、卡住性能的,是部署,是推理。

你以为推理不过就是 load 模型再 forward 一次?

你用过 TensorRT、TFLite、NCNN,调用熟得不能再熟了。

但你真的知道——模型在运行时,算子是怎么调度的?内存是怎么布局的?输入是怎么一层层“流”过这些模块的?为什么性能差别可以相差百倍?

你每天在用的推理框架,其实是一个黑盒。

现在,有一本真正“打破黑盒”,并手把手教你如何从零实现一个深度学习推理框架”的新书来了——《自制深度学习推理框架》


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灵感源于实战,KuiperInfer 框架的诞生

本书作者傅莘莘(@傅傅猪),是一位工程背景出身的深度学习开发者。在一次次“调库”的过程中,他萌生了一个大胆的想法:能否自己动手实现一个推理框架?

于是,从最初的卷积和池化算子开始,他用 C++ 一步步搭建起了一个完整的推理系统,KuiperInfer 应运而生。从支持 ResNet、YOLOv5 等主流视觉模型,到扩展支持 Llama2 等大语言模型,这个开源项目逐渐获得了超 2900+ GitHub Star 与社区认可。

更重要的是,作者没有止步于“造轮子”,而是把这段宝贵的实践经验,沉淀为系统化教程——并最终,打磨成了这本《自制深度学习推理框架》

你会在这本书中,完整走一遍这个过程。

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这不是一本泛泛而谈的“讲原理”的书
这本书最大的特色就是:动手为主,理论为辅,8000 多行代码即可从零搭建一个真正能跑的推理框架。

✔ 全流程实战教学

从张量设计到计算图构建,从核心算子(如卷积、池化)到复杂表达式、模型调度,每个模块都有源码、有注释、有解析,力求每一行代码都能读懂、写出、跑通。

✔ 从视觉模型到大语言模型全面覆盖

你不仅能学会如何跑 ResNet、YOLOv5,还能了解如何支持 Llama2 等大语言模型,真正扩展你的工程视野。

✔ 配套视频,全章节讲解

B 站视频配套每一章节,扫码即看,边学边练,效果更佳。

✔ 图文并茂、系统化学习路径

章节安排循序渐进,配有丰富图示和练习题,非常适合自学或做项目实训使用。

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读这本书,你将收获

  • 一个能真正跑通、可扩展的深度学习推理框架 KuiperInfer;

  • 对推理流程从输入到输出的底层机制的完整理解;
  • 使用 C++ 构建高效计算模块的工程实践能力;
  • 从 CV 到 NLP 任务的部署原理和实现路径;
  • 在面试、实习和工作中脱颖而出的实战经历与底层认知。
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适合谁读?


  • 想理解推理框架底层机制的 AI 从业者
  • 有 C++/Python 基础的深度学习初学者
  • 希望提升工程能力的高校学生/研究生
  • 想通过动手实现提升“理解力”的自学者
  • 对部署/边缘计算/高性能计算感兴趣的开发者。
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一句话推荐


了解推理框架,不如亲手实现一个。

如果你已经厌倦了“调库调到吐”,那么这本书,就是你的“技术重构”起点。

B 站配套课程主页:@我是傅傅猪 

https://space.bilibili.com/1822828582

想让“黑盒”变“白盒”?
想从底层彻底理解模型是如何一步步跑起来的?
这本《自制深度学习推理框架》,就是你最好的入门钥匙。

现在就加入动手实现的行列,让“原理”不再是空谈,而是你写过的每一行代码!

最后啰嗦一句!要是觉得独自摸索大模型太费劲,想找搭子一起交流,扫码进群就对啦!群里能畅聊图书内容、技术难题,还能抢先读新书,紧跟领域新进展,更有专属福利。别等了,快进群,咱们抱团学习,一起进步!

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我个人觉得,一个好的推理框架首先得是高性能的,毕竟速度是王道。其次,易用性也很重要,API设计要简洁明了,方便开发者快速上手。另外,良好的扩展性也不可或缺,能够支持各种不同的硬件平台和模型结构。最后,完善的文档和社区支持也很重要,能够帮助开发者解决遇到的问题。

从学术角度来说,除了性能,我觉得框架的理论完备性也很重要。一个好的推理框架应该能够提供灵活的算子调度和优化策略,并且能够方便地进行算法研究和创新。例如,能够支持自定义算子、混合精度计算等。

这个说法很实在。我理解的AI项目,推理部署确实是个大头,尤其是对于一些实时性要求高的场景。我之前接触过智能交通的项目,需要在边缘端实时处理视频流,进行车辆和行人检测。当时的挑战主要在于如何在有限的计算资源下,保证推理的速度和精度,涉及到模型压缩、硬件加速等多个方面。

我深有体会啊!模型训练时有各种框架加持,优化也相对成熟。但到了推理部署,环境适配、性能优化、资源限制等等问题接踵而至,简直是噩梦。我之前搞过一个目标检测项目,模型精度很高,但部署到嵌入式设备上,速度慢到无法接受,后来花了好大力气才找到合适的量化和加速方案。

楼上说的都对,补充一点。除了性能问题,模型的可维护性和可监控性也是推理阶段的挑战。例如,当模型出现drift时,如何及时发现并进行调整?如何对推理服务进行监控,保证其稳定运行?这些都是需要考虑的问题。

如果从工程实践的角度来看,我觉得稳定性和可靠性是关键。一个好的推理框架应该经过充分的测试和验证,能够在各种复杂的场景下稳定运行。同时,也需要具备良好的容错机制,能够处理各种异常情况。像KuiperInfer这种开源的,如果有完善的测试用例,就能省很多事儿。

安全性也是一个重要考量。大模型可能会生成一些有害或不适当的内容,需要对模型的输出进行审查和过滤。因此,推理框架需要具备一定的安全机制,能够防止恶意攻击和不良信息的传播。这方面感觉像是道高一尺魔高一丈,持续对抗吧。

大语言模型的参数量巨大,对内存和计算资源的需求非常高。因此,将推理框架应用到大模型上,首先面临的挑战就是如何降低模型的计算复杂度和内存占用。例如,可以通过模型量化、知识蒸馏等技术来减小模型尺寸。