为什么TensorFlow的`tf.data`包会减慢我的代码速度?

我正在学习使用TensorFlow的tf.data API,发现它大大减慢了我的代码速度,按每轮(epoch)的时间来衡量。这与我原先的预期恰恰相反。我编写了一个简单的线性回归程序来测试这个问题。

简而言之:对于10万条训练数据,如果使用全批次训练,tf.data会使每轮的时间增加大约十倍。如果使用更小的批次,情况会更糟。而对于500条训练数据,情况则恰恰相反。

我的问题:这是怎么回事?我的实现有问题吗?我读到的其他资料显示,tf.data应该能提高大约30%的速度。

...

我的输出结果如下:

不使用tf.data,数据量为500,输入维度为10,使用全批次训练,运行10轮平均耗时0.20243382899980134秒。

不使用tf.data,数据量为100000,输入维度为10,使用全批次训练,运行10轮平均耗时0.2431719040000644秒。

使用tf.data,数据量为500,输入维度为10,批次大小为50,运行10轮平均耗时0.09512088866661846秒。

使用tf.data,数据量为500,输入维度为10,批次大小为500,运行10轮平均耗时0.07286913600000844秒。

使用tf.data,数据量为100000,输入维度为10,批次大小为50,运行10轮平均耗时4.421892363666605秒。

使用tf.data,数据量为100000,输入维度为10,批次大小为100000,运行10轮平均耗时2.2555197536667038秒。

编辑:修复了Fred Guth指出的一个重要问题。不过,这对结果影响不大。


回答:

这是因为你在比较苹果和香蕉。

一方面,使用占位符时,你提供的是一个整体的张量。另一方面,使用Dataset时,你将张量切割成单个样本。这两者是非常不同的。

Dataset管道中提供整体占位符张量的等效方法是使用tf.data.Dataset.from_tensors当我在你的例子中使用from_tensors时,我得到的计算时间与使用占位符时相似(实际上更短)。

如果你想比较使用from_tensor_slices的更复杂的管道,你应该与占位符进行公平的比较。例如,对数据进行洗牌。对你的切片进行一些预处理。我毫不怀疑你会观察到促使人们转向这种管道的性能提升。

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