ConCCL: Optimizing ML Concurrent Computation and Communication with GPU DMA Engines
Notice bibliographique
Résumé
Concurrent computation and communication (C3) is a pervasive paradigm in ML and other domains, making its performance optimization crucial. In this paper, we carefully characterize C3 in ML on GPUs, which are most widely deployed for ML training and inference. We observe that while C3 leads to performance uplifts, the uplifts are far lower than ideal speedups (serial computation and communication versus maximum of computation or communication; all times from isolated executions). That is, C3 on average achieves only 21 % of ideal speedup. This is so, due to known challenges of compute and memory interference between concurrent GPU kernels (that is, sharing of GPU's compute units, caches and HBM). To attain better performance for C3, first, we evaluate dual strategies of schedule prioritization and careful resource partitioning of compute units on GPUs to push performance attained with C3 (on average 42 % of ideal speedup). We also provide heuristics that can guide a runtime while employing these strategies. To further enhance$\mathbf{C 3}$performance, we propose to mitigate C3 interference by offloading communication tasks to the GPU's DMA engines. To this end, we build concurrent communication collectives (ConCCL) proof-of-concepts that harness DMA engines for communication. We show how ConCCL considerably closes the gap between realized and ideal speedup for C3 (on average 72 % of ideal speedup is realized, up to$1.67 \times$speedup). Overall, our work makes a strong case for GPU DMA engine advancements to better support C3 on GPUs.
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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».