一文带你了解爆火的AI编程语言 Mojo

最近在研究AI大模型应用的时候, 发现了一个非常有意思的编程语言——Mojo.

Mojo是一种专为AI开发者设计的新编程语言.  开源之后迅速获得了大量的star, 目前它在 github 的 star 数已经达到了 22.5k, 社区成员突破 22k, 目前已有数十万开发者在使用 Mojo 开发AI应用.

Mojo 编程语言被设计为 Python 的超集，既保留了对 Python 的喜爱，又能实现一些原本 Python 无法实现的功能.

它主要应用于解决AI开发中的各种挑战，特别是在处理异构硬件（如CPU、GPU和各种AI ASIC）方面具有优势。由于它是基于 MLIR 构建的，因此适用于需要在不同硬件上进行高效计算的AI场景。

我先上一个它的github和文档地址, 感兴趣的朋友可以研究一下.

github: https://github.com/modularml

文档地址: https://docs.modular.com/mojo/manual

接下来我会和大家详细介绍一下它的亮点, 如何写你的第一段Mojo代码以及它的应用场景.

亮点介绍

1. Mojo结合了Python的可用性和C的性能：Mojo融合了Python的易用性和C的高性能，能够解锁AI硬件的无与伦比的可编程性和AI模型的可扩展性。
2. 可用性和可编程性：

• 渐进式类型：利用类型来提高性能和错误检查。
• 零成本抽象：通过内联分配值到结构中来控制存储。
• 所有权和借用检查器：利用内存安全而无需处理粗糙的边缘情况。
• 可移植的参数化算法：利用编译时元编程来编写与硬件无关的算法并减少样板代码。
• 语言集成的自动调优：自动找到最佳参数值以利用目标硬件。
• 一种语言完成所有工作：可以使用Python编写代码，也可以深入到硬件层面进行编程，无需使用C++或CUDA来编程多种低级AI硬件。
• 特性包括：
• 性能：
• 释放Python性能：能够利用硬件的全部功能，包括多核、向量单元和奇异加速器单元，以及世界上最先进的编译器和异构运行时，实现与C++和CUDA相当的性能，而无需其复杂性。
• 并行化：Mojo利用MLIR，使开发者能够利用向量、线程和AI硬件单元。
• 互操作性：
• 访问整个Python生态系统：与Python生态系统实现真正的互操作性，可以无缝混合使用任意库，如Numpy和Matplotlib，以及自定义代码与Mojo。
• 可扩展性：
• 升级模型和Modular堆栈：可以轻松地用预处理和后处理操作扩展模型，或用自定义操作替换操作，利用内核融合、图重写、形状函数等。



你的第一段Mojo代码



Mojo Playground 是一个基于 JupyterHub 的在线开发环境，我们可以在其中尝试和编写 Mojo 代码。

体验地址: https://docs.modular.com/mojo/playground

Mojo 除了提供线上的运行环境之外, 还提供了完整的本地运行环境, 这样我们就可以更自主的基于 Mojo 开发AI应用. 同时它还提供了 vscode 插件, 方便我们更高效的编码:



Mojo的应用场景



Mojo 编程语言特别适用于人工智能开发领域，它允许直接访问内存，并提供对硬件的底层控制，能够用于高性能计算和系统编程。以下是一些具体的应用场景：

• 推理引擎：Mojo 语言已经在 Modular 公司的推理引擎中得到应用。
• AI 图像生成：例如利用 Mojo AI API 进行 AI 图像创建等功能。
• 硬件优化：通过将人工智能模型的代码翻译成 Mojo 语言并应用其他优化，可以提高硬件效率，其 AI 引擎还能利用编译时计算，无需在推理过程中重复计算。

Mojo 旨在解决其他任何语言都无法解决的各种人工智能开发挑战，成为 AI 开发的统一语言，将研究、开发和部署整合到一个平台上。它的目标是提供比现有 AI 框架更高的性能和效率，同时降低 AI 开发的入门门槛，让更多人能够参与其中。

Mojo 结合了 Python 的易用性和 C 的性能，既能利用 Python 庞大的生态系统，又具备接近 C++的运行效率，比 Python 快数千倍甚至数万倍。其支持多线程和 SIMD（单指令多数据流）操作，可以充分利用现代硬件的并行处理能力，并且内置了自动微分功能，这对于机器学习模型的训练至关重要。

不过，Mojo 语言的生态系统仍在建设中，需要时间来不断发展和成熟。

官网上也提供了几个案例, 供大家学习参考:




对于它的设计架构和性能出发点来说, 这款编程语言还是非常有价值的, 毕竟AI训练和服务需要很大的算力以及服务器性能的支持.