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Enzyme

Enzyme

LLVM和MLIR自动微分插件

Enzyme是一款高性能的LLVM和MLIR自动微分插件，可以通过调用__enzyme_autodiff函数对目标函数进行微分，并替换为相应的梯度值。其高效性使其在处理优化代码时能与先进的自动微分工具相媲美。用户只需几步简单命令即可安装Enzyme，安装和使用的详细信息可在官网获取。Enzyme适用于学术领域的自动微分需求，支持CUDA、OpenMP、MPI等并行计算模式，并提供Julia和Rust绑定。

EnzymeLLVMMLIR自动微分插件Github开源项目
访问官网GitHub论文

项目介绍

Enzyme 是一个插件，用于针对可静态分析的 LLVM（Low Level Virtual Machine）和 MLIR 进行自动微分（Automatic Differentiation，简称 AD）。这个工具的最大特点在于它能够对优化后的代码进行高效的自动微分，其性能可以与当前最先进的自动微分工具媲美。

如何使用 Enzyme

使用 Enzyme 非常简单，只需在需要微分的函数上调用 __enzyme_autodiff 即可。下面给出了一个简单的示例：

double foo(double);

double grad_foo(double x) {
    return __enzyme_autodiff(foo, x);
}

通过运行 Enzyme 的转换过程，__enzyme_autodiff 对函数的调用将被替换为其第一个参数的梯度计算。

安装 Enzyme

Enzyme 可以通过构建和安装过程或通过包管理器来进行安装。以下是手动安装的简单步骤：

cd /path/to/Enzyme/enzyme
mkdir build && cd build
cmake -G Ninja .. -DLLVM_DIR=/path/to/llvm/lib/cmake/llvm -DLLVM_EXTERNAL_LIT=/path/to/lit/lit.py
ninja

此外，你也可以通过 Homebrew 或 Spack 等包管理器来安装 Enzyme：

使用 Homebrew 安装：

brew install enzyme

使用 Spack 安装：

spack install enzyme

更多详细的安装和使用信息可以在 Enzyme 的官方网站上找到。

参与与支持

想要参与项目或者有任何问题，可以加入 Enzyme 官方的邮件列表讨论组。对于在学术环境中使用该工具的同仁，请在学术引用中标注以下三篇主要论文，以便引用 Enzyme 在不同领域中的贡献，包括 GPU 优化，以及对于其他并行程序（如 OpenMP、MPI、Julia 任务等）的自动微分支持。

语言绑定支持

Enzyme 不仅适用于 C++，还提供了对于 Julia 和 Rust 的语言绑定，使其在不同编程环境下都能发挥作用。这些绑定的具体信息可以在相关的 GitHub 仓库中获取。

Enzyme 通过其高性能的自动微分能力，为计算密集型任务的优化分析提供了极大的支持，成为了科学计算和高性能计算领域中一项重要的工具。

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