PyTorch/TensorRT模型在Triton推理服务器上的部署指南

TensorRT PyTorch/TorchScript/FX compiler for NVIDIA GPUs using TensorRT TensorRT 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/te/TensorRT

前言

在机器学习生产环境中,模型优化与部署是两个紧密相连的关键环节。PyTorch/TensorRT项目通过将PyTorch模型转换为TensorRT引擎,显著提升了模型推理性能。而如何高效地部署这些优化后的模型,则需要借助专业的推理服务器。本文将详细介绍如何使用Triton推理服务器来部署经过Torch-TensorRT优化的模型。

环境准备

在开始之前,我们需要准备以下环境:

  1. 支持CUDA的NVIDIA显卡
  2. Docker环境
  3. NVIDIA容器工具包

建议使用NGC提供的PyTorch容器,它已经预装了PyTorch、TensorRT等必要的软件栈。

第一步:使用Torch-TensorRT优化模型

Torch-TensorRT是PyTorch的一个扩展,它能够将PyTorch模型转换为TensorRT引擎,同时保持PyTorch的易用性。我们以ResNet50为例,演示如何优化模型:

import torch
import torch_tensorrt
import torchvision

# 加载预训练的ResNet50模型
model = torch.hub.load('pytorch/vision:v0.10.0', 'resnet50', pretrained=True).eval().to("cuda")

# 使用Torch-TensorRT进行编译
trt_model = torch_tensorrt.compile(
    model,
    inputs=[torch_tensorrt.Input((1, 3, 224, 224))],
    enabled_precisions={torch_tensorrt.dtype.f16}  # 使用FP16精度
)

# 转换为TorchScript格式
ts_trt_model = torch.jit.trace(trt_model, torch.rand(1, 3, 224, 224).to("cuda"))

# 保存模型
torch.jit.save(ts_trt_model, "model_repository/resnet50/1/model.pt")

这段代码完成了几个关键步骤:

  1. 加载预训练的ResNet50模型
  2. 使用Torch-TensorRT进行编译优化,指定输入尺寸和计算精度
  3. 将优化后的模型转换为TorchScript格式
  4. 保存模型到Triton模型仓库的指定位置

第二步:配置Triton推理服务器

Triton推理服务器需要一个结构化的模型仓库来管理模型。对于我们的ResNet50模型,仓库结构如下:

model_repository/
└── resnet50/
    ├── config.pbtxt
    └── 1/
        └── model.pt

关键的配置文件config.pbtxt内容如下:

name: "resnet50"
backend: "pytorch"
max_batch_size: 0
input [
  {
    name: "x"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [1, 3, 224, 224]
  }
]
output [
  {
    name: "output0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [1, 1000]
  }
]

配置文件中的关键参数说明:

  • backend: 指定使用PyTorch后端
  • max_batch_size: 设为0表示禁用动态批处理
  • input/output: 定义模型的输入输出张量信息

启动Triton服务器的命令如下:

docker run --gpus all --rm -p 8000:8000 -p 8001:8001 -p 8002:8002 \
  -v ${PWD}/model_repository:/models \
  nvcr.io/nvidia/tritonserver:YY.MM-py3 \
  tritonserver --model-repository=/models

第三步:构建客户端应用程序

客户端需要完成以下工作:

  1. 图像预处理
  2. 与Triton服务器建立连接
  3. 发送推理请求并处理结果

以下是完整的客户端代码示例:

import numpy as np
from torchvision import transforms
from PIL import Image
import tritonclient.http as httpclient

def preprocess_image(img_path):
    """图像预处理函数"""
    img = Image.open(img_path)
    preprocess = transforms.Compose([
        transforms.Resize(256),
        transforms.CenterCrop(224),
        transforms.ToTensor(),
        transforms.Normalize(
            mean=[0.485, 0.456, 0.406],
            std=[0.229, 0.224, 0.225]
        )
    ])
    return preprocess(img).unsqueeze(0).numpy()

# 1. 预处理输入图像
input_data = preprocess_image("img1.jpg")

# 2. 创建Triton客户端
client = httpclient.InferenceServerClient(url="localhost:8000")

# 3. 准备输入输出
inputs = httpclient.InferInput("x", input_data.shape, "FP32")
inputs.set_data_from_numpy(input_data)

outputs = httpclient.InferRequestedOutput("output0")

# 4. 发送推理请求
response = client.infer("resnet50", inputs=[inputs], outputs=[outputs])

# 5. 处理结果
results = response.as_numpy("output0")
top5_indices = np.argsort(results[0])[-5:][::-1]
print("Top 5 predictions:", top5_indices)

性能优化建议

  1. 动态批处理:在config.pbtxt中设置max_batch_size大于0,并实现动态批处理逻辑
  2. 模型分析器:使用Triton的模型分析工具确定最佳配置
  3. 并发模型实例:配置多个模型实例以充分利用GPU资源
  4. 输入输出优化:使用二进制数据传输减少序列化开销

常见问题排查

  1. 模型加载失败:检查模型路径和权限,确保Triton可以访问
  2. 输入输出不匹配:验证config.pbtxt中的维度与模型实际输入输出一致
  3. 性能不佳:使用Triton的性能分析工具定位瓶颈
  4. 版本兼容性:确保PyTorch、TensorRT和Triton的版本兼容

结语

通过本文的介绍,我们了解了如何将PyTorch模型通过Torch-TensorRT优化后部署到Triton推理服务器上。这种组合提供了从模型优化到高效部署的完整解决方案,非常适合生产环境使用。Triton的强大功能还包括模型版本管理、动态批处理、多模型并行等高级特性,值得进一步探索。

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