Julia与Python：机器学习开发的新老对决

机器之心报道

编辑：陈萍

2022 年，你会选择哪种编程语言呢？

前几年就流传着这样一种说法：Julia 会替代 Python，成为新的最受欢迎的编程语言之一。我们暂且对这种说法持观望态度，但作为科学计算方面的强大工具，Julia 优势已然显现，这意味着程序员的选择又多了一种。

在数据科学、人工智能等领域，仔细对比 Julia 和 Python，我们会发现：相同的任务，只要 Python 能实现的的，Julia 都可以做，而且效率高得多，语法也简洁优雅，只是在传播度上，名气还不如 Python。

近日，reddit 上的一则热帖引来广大网友的讨论，这个帖子提到，最近，一些 Julia 语言包的开发人员讨论了 Julia 中 ML 的当前状态，并将其状态与 Python ML 生态系统进行了比较。

原贴地址：

https://www.reddit.com/r/MachineLearning/comments/s1zj44/r_julia_developers_discuss_the_current_state_of/

来自乌得勒支大学的 JordiBolibar 认为，「 Julia 确实在机器学习方面拥有巨大的潜力，但它目前的状态有点喜忧参半。更具体地说，我在 SciML 中坚持使用 Julia 的主要原因是，DifferentialEquations.jl 库工作得非常好，但在 Python 中没有发现任何类似的东西。然而，对于我的研究来说，真正痛苦的是 AD 部分。自从我开始使用 Julia ，我在 Zygote 中遇到了两个错误，这使我的工作速度减慢了几个月。但我仍然认为 Julia 是 SciML 的最佳选择，但这些库（及其文档）应该优化的更加用户友好。」

网友 @jgreener64 表示：「Julia 中的 ML 在某些领域应用非常强大，Julia 一切皆有可能。Julia 面临的问题是：Julia 中的 ML 需要大量现有知识或大量时间搜索 / 反复试验。在个人层面上，我目前正在用 Julia 开发新颖的可微分算法。」

除了网友的热烈讨论外，Julia 软件包开发人员 Christopher Rackauckas 围绕以下 7 个问题，解答了网友比较关心的内容。Rackauckas 是 MIT 和马里兰大学的数学家和药理学家，主要用 Julia 进行编程。Rackauckas 为 Julia、数学和随机生物学开了专门博客，来介绍相关内容，并且 Rackauckas 在 Julia 中开发了一些库，包括（但不限于）DifferentialEquations.jl 和 Pumas。

Christopher Rackauckas

问题包括：

1. 今天 Julia 中的 ML 在哪些地方真正大放异彩？在不久的将来该生态系统在哪些方面优于其他流行的 ML 框架（例如 PyTorch、Flax 等），为什么？
2. 目前 Julia 的 ML 生态系统在功能或性能方面存在哪些缺点？Julia 在这些领域变得具有竞争力的时间节点在哪？
3. Julia 的标准 ML 包（例如深度学习） 在性能方面与流行的替代方案相比如何（更快、更慢、相同数量级）？
4. 有没有重要的 Julia 实验，可以针对流行的 ML 替代方案进行基准测试？
5. 如果一家公司或机构正在考虑创建职位来为 Julia 的 ML 生态系统做出贡献，有没有最佳案例？为什么他们应该这样做？哪些贡献最有影响力？
6. 为什么与其他框架合作的独立开发人员应该考虑为 Julia 的 ML 生态系统做出贡献？
7. 对于某些特定任务，Julia 开发人员倾向于使用哪些软件包？Julia 开发人员希望添加目前不存在的哪些内容？

下文中我们挑选了几个大家比较关心的问题进行报道：

问题 3：Julia 在「标准 ML」中的表现如何？

Julia 的内核速度很好：在 CPU 上，我们做得非常好，在 GPU 上，每个人都只是调用相同的 cudnn 等；Julia 的 AD 速度也很好。不过 Zygote 可能会有一些开销，但与 Jax/PyTorch/TensorFlow 相比，Zygote 在大多数情况下速度是很快的。具体来说，PyTorch 开销要高得多，在标准 ML 工作流程中甚至无法测量。一个足够大的矩阵乘法会解决分配问题或其他 O(n) 问题；Julia 不融合内核，因此在大多数基准测试中，如果用户查看它，就会发现它没有融合 conv 或 RNN cudnn 调用。

问题 4：我们应该跟踪哪些重要的实验和基准？

XLA 的分布式调度器非常好。当我们考虑扩展时，我们应该忽略 PyTorch，去考虑 DaggerFlux 与 TensorFlow/Jax。XLA 有更多的灵活性来改变操作，所以我认为 XLA 才是赢家，我们需要使用 e-graphs 技巧来匹配它。另一件需要注意的事情就是「自动微分中缺少中间部分」，这种情况还需要解决。

问题 7：有什么推荐的软件包？

我倾向于在需要时使用 Flux，但大家还是尽量使用 DiffEqFlux。就现有内核而言，Flux 是最完整的，但它的风格让我感到厌烦。我希望有一个 Flux 不使用隐式参数，而是使用显式参数。我希望这些参数由 ComponentArrays 表示。

更多内容请参考：https://discourse.julialang.org/t/state-of-machine-learning-in-julia/74385