How does multidimensional input to a nn.Linear layer work?

When sending a mulditimensional tensor to a nn.Linear layer, how does it work in practice? Does it just process the input vector by vector, or does it actually perform matrix multiplication over the whole input at once?

If it’s the former, is there a way to perform the latter operation (multiplying the input tensor by the weights as is, and not one vector at a time)? Will it be faster than doing it vector by vector?

1

A linear layer is just a matrix multiplication in the end and therefore only works on 1 vector at a time. It multiplies the incoming vector with the weight matrix and outputs a vector (to which then the bias is added).
In pytorch, nn.Linear is specifically coded to accept N-dimensional tensors as an input (which isn’t necessarily a standard feature of any linear layer elsewhere). It then applies the same weight-matrix and bias vector to the input vector-by-vector as you already suggested. You cannot perform a matrix multiplication (what a linear layer is in the end) on more than 2-dimensions (it wouldn’t be a matrix anymore), so it cannot be applied to the whole input at once.

The code of PyTorch is usually heavily optimised and I don’t think this is a for-loop that does this vector by vector. Instead it will take advantage of parallel processing capacities for these kind of operations present in CPUs and GPUs to apply the same weight matrix and bias vector to all of the input vectors at once.

For example: If you have an input of (8, 32, 32, 3) and want to reduce the last dimension to size 1, you could use a linear layer nn.Linear(in_features=3,out_features=1). Your input can technically be taken apart to be 83232 = 8192 3-dimensional vectors. These linear vectors will then be multiplied with the same weight matrix of the linear layer to produce 8192 1-dimensional vectors, and then recombined to be the (8, 32, 32, 1) shaped output.
See also this question and the linear C++ code here

Pytorch use matrix multiplication. The specific implementation would be chosen by the dispatcher, but in no case would the naive “vector-by-vector inner product” algorithm be used.

The c++ entry point of torch.nn.functional.linear (which is called by nn.Linear.forward) is here. For most cases they use addmm or matmul, which both perform optimized versions of matrix multiplication.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật