Gist: Efficient Data Encoding for Deep Neural Network Training
Notice bibliographique
Résumé
Modern deep neural networks (DNNs) training typically relies on GPUs to train complex hundred-layer deep networks. A significant problem facing both researchers and industry practitioners is that, as the networks get deeper, the available GPU main memory becomes a primary bottleneck, limiting the size of networks it can train. In this paper, we investigate widely used DNNs and find that the major contributors to memory footprint are intermediate layer outputs (feature maps). We then introduce a framework for DNN-layer-specific optimizations (e.g., convolution, ReLU, pool) that significantly reduce this source of main memory pressure on GPUs. We find that a feature map typically has two uses that are spread far apart temporally. Our key approach is to store an encoded representation of feature maps for this temporal gap and decode this data for use in the backward pass; the full-fidelity feature maps are used in the forward pass and relinquished immediately. Based on this approach, we present Gist, our system that employs two classes of layer-specific encoding schemes – lossless and lossy – to exploit existing value redundancy in DNN training to significantly reduce the memory consumption of targeted feature maps. For example, one insight is by taking advantage of the computational nature of back propagation from pool to ReLU layer, we can store the intermediate feature map using just 1 bit instead of 32 bits per value. We deploy these mechanisms in a state-of-the-art DNN framework (CNTK) and observe that Gist reduces the memory footprint to upto 2x across 5 state-of-the-art image classification DNNs, with an average of 1.8x with only 4% performance overhead. We also show that further software (e.g., CuDNN) and hardware (e.g., dynamic allocation) optimizations can result in even larger footprint reduction (upto 4.1x).
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».