NVIDIA助力艾氪英诺打造稀疏卷积在TensorRT上的结构最佳实践

       NVIDIA 的 GPU 技术驱动艾氪英诺在稀疏卷积部署上实现了突破，助力其在泛交通领域的源码自动驾驶-车路协同应用中取得最佳实践。

       在自动驾驶领域，结构稀疏卷积作为关键算法，源码特别是结构驴拉源码拉套 PointPillars 等方法的升级版，因其在三维空间特征利用上的源码优势，受到了广泛关注。结构然而，源码将这种高效算法部署到 NVIDIA 设备上，结构特别是源码 TensorRT GPU 上，是结构一项挑战。艾氪英诺凭借 EE-DLVM 部署工具，源码成功实现了这一目标。结构

       该工具基于 NVIDIA 的源码 TensorRT，通过高级 API 和优化实现，提升了稀疏卷积操作的性能。其创新点包括：设计的针对稀疏卷积的 Graph Trace，可将数据流程转化为 ONNX；前处理模块优化带来了倍的加速效果；以及在 Xavier NX 和 AGX Orin 等GPU上高效部署模型。这些成就使得艾氪英诺在3D点云感知算法部署上取得了重要突破。

       借助 NVIDIA 技术，艾氪英诺不仅在自动驾驶-车路协同领域深化创新，还计划开源部分源代码，进一步推动行业共享。他们结合 NVIDIA 的深度学习培训资源和加速计划，提升了产品的技术含量和市场推广，旨在通过 AI 技术推动泛交通领域的应用场景拓宽。

TF-TRT使用环境搭建

       TF-TRT，即TensorFlow与TensorRT的集成，是NVIDIA为加速深度学习推理应用而设计的工具。它简化了TensorFlow用户在GPU上利用TensorRT进行模型推理的流程。本文主要介绍如何在服务器上搭建TF-TRT的使用环境和编写相关代码。

       首先，NVIDIA推荐的TF-TRT环境配置基于TensorRT 5.0RC，需要确保NVIDIA驱动程序版本.0以上，CUDA .0以及TensorRT。安装过程建议在Anaconda的虚拟环境中进行，从Tensorflow GitHub上下载1.版本源码，并通过bazel build工具生成pip安装包。sowart源码会员在编译时，由于GCC 5.0可能与新版本兼容性问题，需添加特定编译选项。

       对于服务器上直接安装，你需按照官方教程安装CUDA、CUDNN、NVIDIA Driver和TensorRT。在Tensorflow的configure文件中，根据你的硬件配置进行相应的调整。然后，通过pip安装生成的.whl文件，安装时需要注意选择nvcc编译器，cudnn 7.3以上版本，以及兼容性的GCC编译选项。

       另一种方式是利用Docker容器，Tensorflow .容器需要nvidia driver +版本，并需要获取Nvidia GPU cloud的API密钥。安装完成后，你可以通过Docker拉取tensorflow:.-py3镜像，验证TensorRT与Tensorflow的集成是否成功。

       无论是直接安装还是容器化，都需注意选择合适的驱动和软件版本，以确保TF-TRT的稳定运行。安装过程中，还可以根据实际需求在container中安装其他软件，以满足个性化需求。

linux下tensorRT安装以及pycuda安装报错的解决

       在Linux环境中安装TensorRT和解决pycuda安装报错的过程可以这样描述：

       当你着手部署模型时，环境配置必不可少。首要任务是确保服务器上安装了CUDA，并且已正确添加环境变量，因为这常常是pycuda报错的根源。

       首先，你需要确认CUDA的版本，这可以通过命令行查看。然后，访问NVIDIA官方网站，找到与你CUDA版本相匹配的TensorRT下载链接并下载。然而，源码的缺点我发现下载过程中有时会出现自动断线的问题，最终我选择了8.2的稳定版，尽管GA和EA版也是选项。

       下载完成后，解压文件，同样别忘了添加TensorRT到系统环境变量。接下来，编译源码并生成测试执行文件，这是常规步骤。然后，尝试在当前conda环境中安装TensorRT，但可能会遇到pycuda的安装问题。

       报错指出pycuda的构建未能完成，问题可能有两个方面。首先，你可以尝试从lfd.uci.edu/~gohlke/pycuda/找到相应版本的pycuda（比如.1），这个库支持低版本CUDA，选择一个兼容的版本进行下载。

       其次，如果你的服务器使用的是conda环境，并且CUDA没有添加到环境变量中，而是依赖于conda的虚拟环境，这可能会导致问题。一旦你将本机CUDA添加到环境变量，通常就能解决这个问题了。

部署系列——神经网络INT8量化教程第一讲！

       神经网络量化已经成为广泛应用的技术，特别是INT8量化，它在处理大型模型和提高效率方面扮演着重要角色。2年前，作者通过NCNN和TVM在树莓派上部署简单的分类模型时，主要使用了PTQ量化方法。随着时间的推移，量化技术更加成熟，作者计划分享一系列教程，从基础到实践，重点关注TensorRT的量化方式，同时也会参考其他开源工具如Pytorch、青蛙源码屋NCNN、TVM和TFLITE。

       量化是将高精度模型转换为低精度计算，如FP转FP或INT8。虽然FP转换基本无损，但INT8量化更常见，因为它能更好地平衡精度和性能。INT8量化后的模型在保持大部分精度的同时，可以利用INT8的硬件优势，如NVIDIA的Tensor Cores。

       量化技术已经在生产环境中广泛应用，各大公司如Google和NVIDIA都有相应的开源解决方案。TensorRT虽然不公开源码，但支持后训练量化，且最新的版本支持ONNX导出的量化模型。Pytorch Quantization是NVIDIA针对Pytorch的量化工具，支持PTQ和QTA。

       在量化操作中，关键的概念是量化和反量化，前者将浮点数转换为整数，后者则是将量化后的值恢复为原始精度。对称量化，如TensorRT采用的，简化了计算，通过调整scale值来适应INT8范围。

       卷积操作是量化的核心，通过im2col和sgemm转换为INT8运算。量化公式涉及scale值的处理，以及pre-tensor和pre-channel的策略，这有助于保持精度并优化计算效率。

       后续内容将深入探讨非对称量化、实际部署中的代码细节，以及TensorRT、Pytorch和TVM的量化实践。如果你对此感兴趣，记得持续关注作者的更新。

Pytorch量化+部署

       量化

       在Pytorch中，量化有三种主要方式：模型训练后的rose源码下载动态量化、模型训练后的静态量化以及模型训练中的量化（Quantization Aware Training，QAT）。

       部署

       部署主要分为两个方向：对于Nvidia GPU，可通过PyTorch → ONNX → TensorRT；对于Intel CPU，可选择PyTorch → ONNX → OpenVINO。ONNX是一种用于表示深度学习模型的开放标准格式，可使模型在不同框架间进行转换。TensorRT是一个针对Nvidia GPU的高性能推理库，可与多种训练框架协同工作，优化网络推理性能。ONNX模型可通过torch.onnx.export()函数转换为ONNX模型，用于后续的推理和部署。TensorRT则提供两种方式用于ONNX模型的转换和推理，即使用trtexec工具或TensorRT的parser接口解析ONNX模型构建引擎。OpenVINO是英特尔提供的工具套件，支持CNN网络结构部署，兼容多种开源框架的模型。在OpenVINO中，ONNX模型需转换为.xml和.bin文件，用于后续的推理操作。安装OpenVINO需要下载并配置英特尔OpenVINO工具包，安装依赖库，设置环境变量等步骤。TensorRT的安装可选择直接下载源码或使用.deb文件安装，过程中可能遇到一些报错，需进行相应的解决，确保安装成功。

使用mmdeploy部署rtmdet ins做实例分割

       在尝试使用mmdeploy部署rtmdet ins进行实例分割时，发现网上资源较少，github的问题也有不少未解决，只得自己动手，留作档案。

       构建时需严格遵循源代码构建流程，从下载到构建，避免第三方库问题。

       ppl.cv不支持cuda，构建时需在cuda.cmake中设置与自己显卡对应的flag。

       使用了最新版的tensorrt和cudnn，版本对运行结果影响不大，但确保环境变量已正确设置。

       安装mmcv时需注意版本，应使用大于2.0.0、小于2.2.0的版本，直接按照教程安装易导致版本2.3.0，mmdet会报错，我选择安装2.1.0版本。

       在使用中需注意cuda版本，选择.x版本最为合适。

       因为mmdeploy需要nvcc进行编译，所以本地的cuda toolkit也应安装。我忽视了这一点，nvcc编译可以正常通过，但在运行时在trt nms处出现错误。

       在修改permuteData.cu文件后，发现问题是由于sm_不兼容（我的显卡是，查看主机cuda版本是否支持）。吐槽的是，即使卸载过cuda导致nvcc版本为.1，编译也能通过！

       如果你的cuda版本高于.x，请修改zsh/bash指定版本，先执行，再添加到环境变量。

       在模型转换时，需要将mmdetection的_base_文件夹导入到mmdeploy的_base_中，将mmdetection的/config/rtmdet导入到mmdeploy的/config中，否则会找不到type。

ONNX-Runtime一本通：综述&使用&源码分析（持续更新）

       ONNX-Runtime详解：架构概览、实践与源码解析

       ONNX-Runtime作为异构模型运行框架，其核心机制是先对原始ONNX模型进行硬件无关的图优化，之后根据支持的硬件选择相应的算子库，将模型分解为子模型并发在各个平台执行。它提供同步模式的计算支持，暂不包括异步模式。ORT（onnx-runtime缩写）是主要组件，包含了图优化（graph transformer）、执行提供者（EP）等关键模块。

       EP是执行提供者，它封装了硬件特有的内存管理和算子库，可能只支持部分ONNX算子，但ORT的CPU默认支持所有。ORT统一定义了tensor，但EP可有自定义，需提供转换接口。每个推理会话的run接口支持多线程，要求kernel的compute函数是并发友好的。

       ORT具有后向兼容性，能运行旧版本ONNX模型，并支持跨平台运行，包括Windows、Linux、macOS、iOS和Android。安装和性能优化是实际应用中的重要步骤。

       源码分析深入到ORT的核心模块，如框架（内存管理、tensor定义等）、图结构（构建、排序与修改）、优化器（包括RewriteRule和GraphTransformer），以及平台相关的功能如线程管理、文件操作等。Session是推理流程的管理核心，构造函数初始化模型和线程池，load负责模型反序列化，initialize则进行图优化和准备工作。

       ORT中的执行提供者（EP）包括自定义实现和第三方库支持，如TensorRT、CoreML和SNPE。其中，ORT与CoreML和TensorRT的集成通过在线编译，将ONNX模型传递给这些框架进行计算。ORT通过统一的接口管理元框架之上的算子库，但是否支持异构运算（如SNPE与CPU库的混合）仍有待探讨。

       总结来说，ONNX-Runtime处理多种模型格式，包括原始ONNX和优化过的ORT模型，以适应多平台和多设备需求。它通过复杂的架构和优化技术，构建了可扩展且高效的推理软件栈，展示了flatbuffer在性能和体积方面的优势。

       附录：深入探讨ORT源码编译过程的细节。

TensorRT-LLM（持续更新）

       TRT-LLM（NVIDIA官方支持）是一款用于在NVIDIA GPU平台上进行大模型推理部署的工具。

       其整体流程是将LLM构建为engine模型，支持多种大模型，如单机单卡、单机多卡（NCCL）、多机多卡，以及量化（8/4bit）等功能。

       TRT-LLM的runtime支持chat和stream两种模式，并支持python和cpp（可以直接使用cpp，也可以使用cpp的bybind接口）两种模式的runtime。

       构建离线模型可以通过example下的各个模型的build.py实现，而运行模型则可通过example下的run.py进行。

       TRT-LLM默认支持kv-cache，支持PagedAttention，支持flashattention，支持MHA/MQA/GQA等。

       在cpp下，TRT-LLM实现了许多llm场景下的高性能cuda kernel，并基于TensorRT的plugin机制，支持各种算子调用。

       与hugging face transformers（HF）相比，TRT-LLM在性能上提升2~3倍左右。

       TRT-LLM易用性很强，可能与其LLM模型结构比较固定有关。

       TRT-LLM的weight_only模式仅仅压缩模型体积，计算时依旧是dequant到input.dtype做计算。

       TRT-LLM的量化：W4A（表示weight为4bit，输入数据即activation为fp）。

       LLM模型推理，性能损耗大头在data 搬移，即memory bound，compute bound占比较少。

       TRT-LLM运行时内存可以通过一下参数调整，使用适合当前业务模型的参数即可。

       TRT-LLM对于Batch Manager提供了.a文件，用于支持in-flight batching of requests，来较小队列中的数据排队时间，提高GPU利用率。

       当前支持（0.7.1）的模型如下：

       tensorrt llm需要进行源码编译安装，官方提供的方式为通过docker进行安装。

       docker方式编译可以参考官方文档，此处做进一步说明。使用docker方式，会将依赖的各种编译工具和sdk都下载好，后面会详细分析一下docker的编译过程。

       编译有2种包，一种是仅包含cpp的代码包，一种是cpp+python的wheel包。

       docker的整个编译过程从如下命令开始：调用make，makefile在 docker/Makefile 下面，里面主要是调用了docker命令来进行构建。

       后续非docker方式编译llm，也是基于上述docker编译。

       一些小技巧：在编译llm过程中，会通过pip install一些python包，llm脚本中默认使用了NVIDIA的源，我们可以替换为国内的源，速度快一些。

       整个过程就是将docker file中的过程拆解出来，直接执行，不通过docker来执行。

       编译好的文件位于：build/tensorrt_llm-0.5.0-py3-none-any.whl。

       默认编译选项下的一些编译配置信息如下：

       以官方样例bloom为例：bloom example

       核心在于：编译时使用的环境信息和运行时的环境信息要一致，如：python版本，cuda/cudnn/nccl/tensorrt等。

       环境安装后以后，参考官方bloom样例，进行模型下载，样例执行即可。

       最终生成的engine模型：

       以chatglm2-6b模型为基础，进行lora微调后，对模型进行参数合并后，可以使用tensortrt-llm的example进行部署，合并后的模型的推理结果和合并前的模型的推理结果一致。

       lora的源码不在赘述，主要看一下lora模型参数是如何合并到base model中的：

       lora模型如下：

       base模型如下：

       模型构建是指将python模型构建为tensort的engine格式的模型。

       整体流程如下：

       整体流程可以总结为：

       可以看出，原理上和模型转换并没有区别，只是实现方式有差异而已。

       pytorch模型参数如何加载在tensortrt-llm中？关于量化参数加载

       1. 先提取fp格式的参数

       2. 调用cpp的实现进行参数量化

       整体而言，模型参数加载的关键在于：算子weight一一对应，拷贝复制。

       每种模型，都需要搭建和pytorch严格一致的模型架构，并将算子weight严格对应的加载到tensortrt-llm模型中

       即：关键点在于：熟悉原始pytorch模型结构和参数保存方式，熟悉tensorrt-llm的模型结构和参数设定方法。

       模型构建成功后，有两个文件：config.json文件推理时会用到，主要内容如下：模型参数信息和plugin信息。

       在模型构建好后，就可以做模型推理，推理流程如下：

       TRT-LLM Python Runtime分析

       1. load_tokenizer

       2. parse_input

       基于 tokenizer 对输入的text做分词，得到分词的id

       3. runner选择&模型加载

       4.推理

       5. 内存管理

       TRT-layer实现举例

       （1）对tensorrt的接口调用：以cast算子为例：functional.py是对TensorRT python API接口的调用

       调用tensorrt接口完成一次推理计算

       （2）TRT-LLM python侧对cpp侧的调用

       调到cpp侧后，就会调用cpp侧的cuda kernel

       trtllm更新快，用了一些高版本的python特性，新的trtllm版本在python3.8上，不一定能跑起来