Improving matrix-vector multiplication via lossless grammar-compressed matrices
Notice bibliographique
Résumé
As nowadays Machine Learning (ML) techniques are generating huge data collections, the problem of how to efficiently engineer their storage and operations is becoming of paramount importance. In this article we propose a new lossless compression scheme for real-valued matrices which achieves efficient performance in terms of compression ratio and time for linear-algebra operations. Experiments show that, as a compressor, our tool is clearly superior to gzip and it is usually within 20% of xz in terms of compression ratio. In addition, our compressed format supports matrix-vector multiplications in time and space proportional to the size of the compressed representation, unlike gzip and xz that require the full decompression of the compressed matrix. To our knowledge our lossless compressor is the first one achieving time and space complexities which match the theoretical limit expressed by the k -th order statistical entropy of the input. To achieve further time/space reductions, we propose column-reordering algorithms hinging on a novel column-similarity score. Our experiments on various data sets of ML matrices show that our column reordering can yield a further reduction of up to 16% in the peak memory usage during matrix-vector multiplication. Finally, we compare our proposal against the state-of-the-art Compressed Linear Algebra (CLA) approach showing that ours runs always at least twice faster (in a multi-thread setting), and achieves better compressed space occupancy and peak memory usage. This experimentally confirms the provably effective theoretical bounds we show for our compressed-matrix approach.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
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 ».