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为什么强大的 MXNet 一直火不起来?

回答
MXNet,这个曾经被寄予厚望的深度学习框架,实力毋庸置疑。它在性能、灵活性、易用性等方面都拥有令人称道的优点,也赢得了亚马逊AWS这样的巨头的大力支持,早期更是风光无限,一度被视为TensorFlow和PyTorch最有力的竞争者。然而,时至今日,当我们回顾深度学习框架的格局,MXNet却似乎没有达到当初预期的那样普及,甚至可以用“火不起来”来形容。这背后究竟隐藏着哪些原因?让我们深入剖析一下。

一、 起步的优势与错失的良机

MXNet在2015年开源时,深度学习领域正处于一个快速发展的阶段。当时的TensorFlow虽然已经发布,但社区和生态还相对年轻,易用性上也有不少可改进的空间。PyTorch则尚未出现,而Theano和Caffe等框架则面临着性能和灵活性上的瓶颈。

MXNet的出现,恰好填补了市场上的一个空白。它最大的亮点在于其混合式编程模型,能够无缝结合符号式和命令式编程的优点。这意味着开发者既可以享受符号式编程带来的性能优化和模型部署便利,又能体验命令式编程带来的灵活调试和快速迭代。这种设计理念在当时是相当超前的,也获得了不少研究人员的青睐。

然而,在大家摩拳擦掌准备拥抱MXNet的曙光时,一些关键因素却悄然改变了格局,让MXNet错失了进一步壮大的时机。

二、 生态建设的挑战:兵败如山倒的“后援团”

一个成功的深度学习框架,不仅仅是代码本身,更重要的是其背后蓬勃发展的生态系统。这包括丰富多样的预训练模型、易于集成的第三方库、详尽的文档和教程、活跃的社区讨论以及顺畅的部署工具链。

社区的迁移与碎片化: 尽管MXNet拥有亚马逊AWS的支持,但深度学习的活力很大程度上来自于更广泛的研究社区和开源贡献者。当TensorFlow凭借谷歌强大的资源和早期积累迅速构建起完善的生态,PyTorch又以其简洁的API和灵活的命令式编程风格迅速赢得研究者的心时,MXNet的社区吸引力相对就显得有些单薄。一些早期的支持者和贡献者,由于学习曲线、文档清晰度、可用工具等方面的原因,逐渐转向了更为成熟或更受欢迎的框架。

预训练模型的稀缺性: 深度学习模型往往需要大量的计算资源和数据才能训练出来。对于许多普通开发者和研究者来说,能够直接使用并微调现成的预训练模型,是提高效率的关键。相比于TensorFlow和PyTorch,MXNet上的高质量、多样化的预训练模型资源相对较少,这在一定程度上限制了其吸引力。虽然可以通过一些方式迁移,但这无疑增加了使用门槛。

第三方库的兼容性: 深度学习项目往往需要与其他科学计算库(如NumPy、SciPy)、可视化工具(如Matplotlib、Seaborn)以及数据处理库(如Pandas)进行集成。MXNet在与其他库的兼容性和集成体验上,并没有做到尽善尽美,有时会给开发者带来不必要的麻烦。

三、 API设计的权衡与开发者体验的取舍

MXNet的混合编程模型确实是其核心优势,但也可能在一定程度上增加了API的复杂性。

学习曲线的挑战: 虽然MXNet在设计上力求平衡,但对于初学者来说,理解符号式和命令式编程的切换以及背后的执行机制,可能需要一定的时间。尤其是在调试过程中,两种模式的交互有时会带来一些困惑。相比之下,PyTorch以其纯粹的命令式编程风格,在易用性和直观性上更胜一筹,使得新入局的开发者能够更快上手。

文档和教程的完善度: 尽管MXNet的官方文档一直在更新,但相较于TensorFlow和PyTorch早期就积累的大量高质量教程、博客文章和视频,MXNet的社区内容相对较少。这意味着开发者在遇到问题时,寻找解决方案的途径可能不那么顺畅,也影响了其传播速度和用户口碑。

四、 市场竞争的残酷与巨头效应

深度学习框架的市场竞争异常激烈,而巨头公司的支持往往能起到决定性的作用。

TensorFlow的先行者优势与谷歌的支持: TensorFlow由谷歌牵头开发,背后有谷歌强大的研发实力和市场推广能力。谷歌在AI领域的投入巨大,将TensorFlow广泛应用于其各项服务中,并积极推动其在业界的应用。这种“内部消化”和“外部推广”的模式,为TensorFlow的普及奠定了坚实的基础。

PyTorch的“社区之王”称号与Facebook的支持: PyTorch在2016年年末发布后,以其简洁的API和灵活的设计迅速赢得了学术界的青睐。Facebook(Meta)在AI领域的巨额投入,以及其积极拥抱开源社区的态度,让PyTorch的用户群体像滚雪球一样增长。许多前沿的研究成果往往最先在PyTorch上实现,进一步巩固了其在研究领域的领先地位。

亚马逊AWS的扶持与定位: 亚马逊AWS确实是MXNet的强大后盾,为其提供了重要的基础设施和商业支持。然而,AWS更多的是将MXNet作为其云服务平台上的一个选项,并鼓励其用户使用。相比于谷歌将TensorFlow作为其AI战略的核心部分,并在其所有产品线中推广,AWS的这种扶持方式,虽然稳定,但并未能像前两者那样引发更广泛的、自发的社区狂热和病毒式传播。更何况,许多开发者在使用AWS时,也并非被强制要求使用MXNet,他们依然可以选择使用TensorFlow或PyTorch。

五、 战略调整与未来走向

在经历了激烈的市场竞争后,深度学习框架的格局逐渐稳定。MXNet虽然在技术上依然优秀,但其在市场上的占有率和社区活跃度与TensorFlow和PyTorch相比,已经形成了一定的差距。

近年来,我们看到一些关于MXNet项目转向或集成到其他项目的信息。这可能也意味着其独立发展的重心有所调整。例如,部分MXNet的核心开发者和技术理念可能被整合到其他项目中,或者以更小的范围存在于特定的应用场景中。

总结来说,MXNet之所以“火不起来”,并不是因为其技术实力不足,而是多重因素叠加的结果:

生态建设的迟滞和社区吸引力的不足: 相较于TensorFlow和PyTorch,MXNet在预训练模型、第三方库集成以及社区内容的丰富度上存在明显短板。
API设计和学习曲线的权衡: 混合编程模型虽然强大,但可能给部分开发者带来一定的学习门槛。
市场竞争的残酷与巨头效应: TensorFlow和PyTorch凭借其背后强大的公司支持和更符合开发者需求的迭代节奏,迅速抢占了市场先机。
错失的关键发展期: 在深度学习的爆发期,其他框架的快速崛起和生态繁荣,让MXNet在争夺用户和开发者方面处于不利地位。

尽管如此,我们也不能完全忽视MXNet的贡献。它在混合编程模型上的探索,以及在特定场景下的性能优势,依然为深度学习领域带来了有益的借鉴。或许,MXNet的“火不起来”,更多的是市场选择的结果,而不是技术上的失败。这个故事,也为后来者提供了宝贵的经验:在技术之外,生态、社区和开发者体验同样至关重要。

网友意见

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简单来说就是我们没有足够的人手能够在短时间内同时技术上做出足够的深度而且大规模推广,所以我们前期是舍推广保技术。

详细来说我稍微发散下,可以把当下的深度学习(DL)比作修真世界(传统武侠也类似)。学术界是各个门派,公司是世家,不过这个世界里世家比较强势。目前是盛世,各个流派之争,新人和技术层出不穷,各大擂台(例如imagenet)和大会(据说今年nips 8k人参加,一个月前就把票卖光了)热火朝天。平台作为修真练级法宝,自然也是各家PK重要之地。

各个平台是怎么“火”起来的

简单的来吧DL分三个阶段来看,前DL时代就是Alexnet没有刷出imagenet第一的时候,当时候主流算是torch和theano,从上一个神经网络的时代的两大修正大门流传下来,还是有坚实的用户基础。之后魔界(kernel)入侵,神经网络衰败。但10年后Alexnet横空出世,借着大数据和GPU的重剑无锋,横扫三界。同时也促使了很多新的平台的出现,caffe是之一,很多公司也有做自己的,例如百度的paddle,G的distbelief,我们也有做一个类似的项目叫cxxnet。大体上这些平台使用体验差不多,给一个configure就能跑。这里面caffe是最成功,我觉得重要两点是时间点很好,就是dl在cv爆发的那段时间,然后caffe有在imagenet pretrain的模型,这个很方便大家的研究。毕竟大部分工作要么是改改operator重新跑一下,要么是基于pretrained的模型来finetune一个别的任务。

之后出来的比较成功的平台主要是靠提供更加灵活的开发环境来吸引新人。例如tensorflow和keras。

tf作为当下修真界最大门的平台,成功没有什么意外(1)G brain在这个领域上耕耘了5,6年,做为第二代产品在质量确实很优秀。(2)在jeff dean的号召下brain网罗了一大帮人,跟他们团队接触过很多次,整体人员质量甩出其他家很远,以至于经常是好几个我觉得能独当一面的大牛一起在做一些很小的事情。例如我在cmu系统方向的老板dave在brain好长一段时间就是debug为什么inception v3从distbelief移植到tf老是跑不出想要的精度。(另,类似的坑我们也踩过,我还笑过dave你如果问我们一下可以省下你大笔时间,dave回我们人多任性不求人。)(3)G的宣传机器如果称第二,那业界估计没人敢说第一。这次G不遗余力的宣传tf,连带推动了整个DL的火热。

keras比较有意思,基本是François Chollet一人之力做的,有点是散修自己折腾出来的(他人现在在G,不过他去G之前就开始keras了)。它的优势就是简单,底层靠theano或者tensorflow,上层提供一个非常简单的接口,非常适合新用户使用。修真界新人练气的不二法宝。

MXNet现状

mxnetet是散修小团体一起合力做出来的平台。如果去看排名前20的开发者,基本都是出自不同的门派和世家。这个是mxnet最大的特色。我对此表示很自豪,这里汇聚了一大帮跑得出实验写得出代码的小伙伴。

不论是开始时间还是平台特性,mxnet最靠近tensorflow。有完整的多语言前端,后端类似编译器,做这种内存和执行优化。应用场景从分布式训练到移动端部署都覆盖。整个系统全部模块化,有极小的编译依赖,非常适合快速开发。相对于tf这种重量型的后端,mxnet的轻量化路线使得可以我们在花费G brain 1/10的人力的情况下做到类似tf技术深度的系统。

从推广的角度来说,需要的是清晰的文档,大量的样例,媒体曝光,和客服。这个对于散修团体而说前期比较困难。不过最近也慢慢赶上了。

根据keras作者的平台排名,目前mxnet属于第四,前三分别是tf,caffe,keras。因为dl也是刚兴起不久,目前的用户可能一大半是刚入门不久,选择tf/keras很符合情理。对于学术界而言,通常性能不是很关键,最重要是开发成本,如果前面的工作用了caffe/torch,那基本会一直用下去。

我们也回访过我们用户,很多都是工业界用户,基本都是属于有很强的技术能力,他们关心性能,开发和移植的便利性,和是不是能在开发社区里获得一定的话语权。事实上,mxnet离人也很近,例如

- 某占有率很高手机利用mx处理图片

- 好几个常见的app云端利用mx处理数据

- aws/azure都写了好几篇blog普及在云上面运行mxnet

- 国内几个技术能力很强的ai创业公司内部用mx

整体而言,不管是dl技术,应用,还是平台,目前说什么都尚早。技术和潮流都是日新月异,修仙之路也刚开始。我觉得最核心的是,有一群有最求的人,一起合力做一件事情,不断往前。

PS. 我在考虑要不要写一个关于DL/ML的修仙系列。例如“魔界小王子,誉为最有希望带领魔界重杀回来领袖的叛逃心路历程”,“我跟修真界第一门掌门的故事”,“如何利用入门道具组装小型阵法加速修炼”,“解析为什么大门长老屡屡逃奔世家”。。。

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