MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W7133038545

Automatic Compiler-based Optimizations for Deep Neural Networks

2024· dissertation· W7133038545 sur OpenAlexaff
Bojian Zheng

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2024
Typedissertation
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueGraph Theory and Algorithms
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCompilerKey (lock)GraphAliasArtificial neural networkImplementationOptimizing compilerDeep learningCode (set theory)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Deep neural networks (DNNs) are the current state-of-the-art machine learning algorithms in various application domains. Due to their importance, it is crucial that we guarantee their efficient executions on hardware platforms such as GPUs. In this thesis, we optimize the runtime performance and the device memory consumption of DNNs running on modern GPUs. To make our optimizations generic, automatic, and transparent to the frontend machine learning practitioners, we use compiler-based approaches that achieve the optimization objective by carefully analyzing DNNs’ graph representations, tensor expressions, and the hardware platforms on which they run. Compared with manual implementations that require a significant amount of engineering effort, our thesis work, which is made up of three key contributions, requires minimal changes to frontend applications’ source code and can be applied generically to various state-of-the-art DNN models. Our first contribution, Grape, is a new graph compiler on graph-based executions for dynamic DNNs on GPUs. Grape addresses the practicability and efficiency challenges of graph-based executions using three key components: an alias predictor, a metadata compressor, and a predication rewriter. It improves the runtime performance of state-of-the-art text generation and speech recognition workloads by up to 2.99× compared with the machine learning framework baseline, and can optimize workloads that are not practical for prior works on graph-based executions, achieving up to 1.82×speedup over the baseline. Our second contribution, DietCode, is a new tensor program auto-scheduler that efficiently supports dynamic-shape workloads. DietCode addresses the compilation time challenge of auto-scheduling dynamic-shape tensor programs using a shape-generic search space and a micro-kernel cost model. Not only can DietCode reduce the compilation time by up to 5.88× on the state-of-the-art language modeling workload compared with the existing tensor program auto-scheduler, but it also improves the runtime performance by up to 1.70×. Our third contribution, Echo, is a new compiler-based optimization scheme that reduces GPU memory footprint for training state-of-the-art DNNs. We show that by carefully estimating the recomputation's effect on the memory footprint and the runtime overheads, we can significantly reduce the GPU memory footprint by up to 3.13× with only 1% runtime performance overhead, resulting in up to 1.28× faster convergence to the same validation quality. In addition to the system optimization, in Echo, we also build GPU memory profiling tools that accurately pinpoint the GPU memory consumption bottlenecks of DNNs and are integrated into the state-of-the-art machine learning framework.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,003
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,002

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.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,316
Écart entre enseignants0,297 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueTSpaceMême sujetGraph Theory and AlgorithmsTravaux en français237 207