GDSC SungShin Women's University 23-24/Story

[Winter Blog Challenge] 딥러닝 프레임워크 비교 Tensorflow VS Pytorch VS Keras (Member 김지현)

GDSC SungShin Team 2024. 2. 23. 13:54

안녕하세요! GDSC SSWU Member 김지현입니다.

딥러닝 분야에는 PyTorch, TensorFlow, Keras, Theano, CNTK 등 다양한 딥러닝 프레임워크가 존재합니다. 여러분은 이 프레임워크들 사이의 차이점에 대해 궁금해하신 적이 있나요? 이번 포스팅에서는 실제로 많은 분야에서 사용되는 PyTorch, TensorFlow, 그리고 Keras에 대해 알아보고, 이들을 비교함으로써 각각의 차이점을 분석해보는 시간을 가질 예정입니다.

Tensorflow

tensorflow는 기계 학습 모델을 구현하고 복잡한 수치 문제를 해결하기 위해 Google에서 개발한 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리입니다.

기계 학습을 위한 무료 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리일 뿐이며, 다양한 작업에 걸쳐 사용할 수 있지만 특히 심층 신경망의 훈련 및 추론에 중점을 두고 있습니다.

TensorFlow는 신경망에 사용되는 기호 수학 라이브러리이며 다양한 작업의 데이터 흐름 프로그래밍에 가장 적합합니다. 모델 구축 및 교육을 위한 여러 추상화 수준을 제공합니다.

Pytorch

자연어 처리 및 컴퓨터 비전을 위해 페이스북에서 개발한 낮은 수준의 API입니다. numpy의 더 강력한 버전의 오픈 소스 머신입니다. Facebook에서 개발한 오픈 소스 머신 러닝 라이브러리로, 특히 자연어 처리와 컴퓨터 비전 분야에서 강력한 성능을 발휘합니다.

컴퓨터 비전 및 자연어처리와 같은 응용 프로그램에 사용되는 토치 라이브러리를 기반으로 한 학습 라이브러리입니다.

Keras

Keras는 Python으로 작성된 고수준 신경망 API로, 개발자가 인공 신경망을 쉽게 구축하고 실험할 수 있도록 설계되었습니다. 신경망을 쉽게 구현하고 계산할 수 있도록 keras는 인공신경망을 위한 tensorflow인터페이스를 제공하는 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리입니다.

케라스는 텐서플로우 라이브러리의 인터페이스 역할을 합니다. 즉, 텐서플로우 위에서 실행된다는 의미입니다.

현대 딥러닝에 중점을 두고 기계 학습 문제를 해결하기 위한 접근하기 쉽고, 생성이 높은 인터페이스입니다.

비교

Tensorflow Pytorch Keras

API 수준 상위 및 하위 수준 API 하 수준 API 상위 수준 API
속도 매우 빠르고 고성능 텐서플로우와 속도 같음 텐서플로우 위에서 작동함으로 느림
아키텍쳐 사용하기 쉽지 않음 복잡하고 가동성이 떨어짐 단순하고 가결하여 읽기 쉬움
데이터 세트 대규모 데이터 세트, 고성능 대규모 데이터 세트, 고성능 더 작은 데이터 세트
디버깅 디버깅을 수행하기가 어렵습니다. 좋은 디버깅 기능 네트워크가 단순하므로 디버깅이 자주 필요하지 않습니다.
개발 용이성 개발과 코드 작성에 어려움 텐서플로우보단 쉽지만 케라스보다 어려움 높은 수준의 추상화를 제공하여 쉬움

api는 낮은 수준의 API와 높은 수준의 API로 나눌 수 있다.

  • 높은 수준의 API는 더 일반적이고, 단순하며 하위 레벨보다 하나의 명령문으로 더 많은 기능을 제공한다 . 사용하여 모델 구현이 쉬움.
  • 낮은 수준의 API는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 나타낸다.

간단하게 정리하자면,

  • TensorFlow는 다양한 수준의 추상화를 제공하여 구현을 쉽게 만듭니다. 이는 또한 디버깅을 쉽게 만듭니다.
  • keras는 간단하고 쉽지만 TensorFlow만큼 빠르지는 않습니다. 다른 어떤 딥러닝 AΡΙ보다 사용자 친화적입니다.
  • pytorch는 연구자가 선호하는 딥러닝 API이지만 프로덕션에서는 TensorFlow만큼 널리 사용되지 않습니다. 더 빠르지만 GPU 사용률이 낮습니다.

이로써 TensorFlow, Pytorch, Keras의 주요 차이점에 대해 알아보았습니다. 각 프레임워크의 고유한 특성과 장단점을 이해함으로써, 여러분의 딥러닝 프로젝트나 연구에 가장 적합한 도구를 선택하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.

딥러닝 분야에는 PyTorch, TensorFlow, Keras, Theano, CNTK 등 다양한 딥러닝 프레임워크가 존재합니다. 여러분은 이 프레임워크들 사이의 차이점에 대해 궁금해하신 적이 있나요? 이번 포스팅에서는 실제로 많은 분야에서 사용되는 PyTorch, TensorFlow, 그리고 Keras에 대해 알아보고, 이들을 비교함으로써 각각의 차이점을 분석해보는 시간을 가질 예정입니다.

Tensorflow

tensorflow는 기계 학습 모델을 구현하고 복잡한 수치 문제를 해결하기 위해 Google에서 개발한 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리입니다.

기계 학습을 위한 무료 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리일 뿐이며, 다양한 작업에 걸쳐 사용할 수 있지만 특히 심층 신경망의 훈련 및 추론에 중점을 두고 있습니다.

TensorFlow는 신경망에 사용되는 기호 수학 라이브러리이며 다양한 작업의 데이터 흐름 프로그래밍에 가장 적합합니다. 모델 구축 및 교육을 위한 여러 추상화 수준을 제공합니다.

Pytorch

자연어 처리 및 컴퓨터 비전을 위해 페이스북에서 개발한 낮은 수준의 API입니다. numpy의 더 강력한 버전의 오픈 소스 머신입니다. Facebook에서 개발한 오픈 소스 머신 러닝 라이브러리로, 특히 자연어 처리와 컴퓨터 비전 분야에서 강력한 성능을 발휘합니다.

컴퓨터 비전 및 자연어처리와 같은 응용 프로그램에 사용되는 토치 라이브러리를 기반으로 한 학습 라이브러리입니다.

Keras

Keras는 Python으로 작성된 고수준 신경망 API로, 개발자가 인공 신경망을 쉽게 구축하고 실험할 수 있도록 설계되었습니다. 신경망을 쉽게 구현하고 계산할 수 있도록 keras는 인공신경망을 위한 tensorflow인터페이스를 제공하는 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리입니다.

케라스는 텐서플로우 라이브러리의 인터페이스 역할을 합니다. 즉, 텐서플로우 위에서 실행된다는 의미입니다.

현대 딥러닝에 중점을 두고 기계 학습 문제를 해결하기 위한 접근하기 쉽고, 생성이 높은 인터페이스입니다.

비교

Tensorflow Pytorch Keras

API 수준 상위 및 하위 수준 API 하 수준 API 상위 수준 API
속도 매우 빠르고 고성능 텐서플로우와 속도 같음 텐서플로우 위에서 작동함으로 느림
아키텍쳐 사용하기 쉽지 않음 복잡하고 가동성이 떨어짐 단순하고 가결하여 읽기 쉬움
데이터 세트 대규모 데이터 세트, 고성능 대규모 데이터 세트, 고성능 더 작은 데이터 세트
디버깅 디버깅을 수행하기가 어렵습니다. 좋은 디버깅 기능 네트워크가 단순하므로 디버깅이 자주 필요하지 않습니다.
개발 용이성 개발과 코드 작성에 어려움 텐서플로우보단 쉽지만 케라스보다 어려움 높은 수준의 추상화를 제공하여 쉬움

api는 낮은 수준의 API와 높은 수준의 API로 나눌 수 있다.

  • 높은 수준의 API는 더 일반적이고, 단순하며 하위 레벨보다 하나의 명령문으로 더 많은 기능을 제공한다 . 사용하여 모델 구현이 쉬움.
  • 낮은 수준의 API는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 나타낸다.

간단하게 정리하자면,

  • TensorFlow는 다양한 수준의 추상화를 제공하여 구현을 쉽게 만듭니다. 이는 또한 디버깅을 쉽게 만듭니다.
  • keras는 간단하고 쉽지만 TensorFlow만큼 빠르지는 않습니다. 다른 어떤 딥러닝 AΡΙ보다 사용자 친화적입니다.
  • pytorch는 연구자가 선호하는 딥러닝 API이지만 프로덕션에서는 TensorFlow만큼 널리 사용되지 않습니다. 더 빠르지만 GPU 사용률이 낮습니다.

이로써 TensorFlow, Pytorch, Keras의 주요 차이점에 대해 알아보았습니다. 각 프레임워크의 고유한 특성과 장단점을 이해함으로써, 여러분의 딥러닝 프로젝트나 연구에 가장 적합한 도구를 선택하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.