Synthesizing specialized sparse tensor accelerators for reconfigurable hardware using high-level functional abstractions
Notice bibliographique
Résumé
Sparsity is inherent in many applications such as machine learning and graph analytics.However, achieving high efficiency in sparse computations requires specialized hardware accelerators like FPGAs, as traditional accelerators like CPUs and GPUs typically cater to dense data.While high level synthesis enables the automatic generation of FPGA-based accelerators, generic solutions produced via C-based synthesis flows often demand extensive development time, leading designers to prioritize broad applicability over fine-grained structural specialization.Consequently, these accelerators fail to fully exploit FPGA's reconfigurability, leaving substantial performance and efficiency gains untapped.This thesis pushes the boundary by automatically generating specialized accelerators that match a given fixed sparse-structure (e.g., in static graph analytics and pruned neural networks).It accomplishes this by adapting a functional, type-driven compilation methodology previously shown to be highly effective at producing high-performance GPU code for sparse tensor algebra.By reimagining this approach for reconfigurable hardware, the thesis introduces specialized primitives designed specifically for irregular data.Encoding tensor shapes directly within the type system allows concise specifications of sparse accelerators and facilitates advanced optimizations, such as dynamic partitioning and vector sharding, ultimately generating hardware precisely customized to the sparsity patterns of the underlying tensors.Compared to state-of-the-art generic accelerators (HiSparse, HiSpMV and GraphLily), the approach achieves up to a 2.8× improvement in bandwidth efficiency for sparse matrix i
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».