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Based on Tensor Core Sparse Kernels Accelerating Deep Neural Networks

delete2025-11-26
delete0
PRE
AI
S
Shijie Lv
刘德彬 封面图
刘德彬 (Debin Liu)
L
Laurence T. Yang
X
Xiaosong Peng
R
Ruonan Zhao
杨泽灿 封面图
杨泽灿 (Zecan Yang)
J
Jun Feng
DOI:10.1109/TPDS.2025.3637268delete
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摘要

摘要

En 中文
深度学习中的大型语言模型具有大量参数,需要巨大的存储空间和计算资源。压缩技术是解决这些挑战的高效方法。随着Graphics Processing Unit(GPU)等硬件的发展,Tensor Core可以加速低精度矩阵乘法,但对稀疏矩阵的加速较为困难。由于稀疏性,Tensor Core的利用率相对较低。为解决此问题,我们提出了基于Tensor Core Compressed Sparse Row格式(TC-CSR)的方法,该方法便于GPU上的数据加载和Tensor Core上的矩阵运算。基于此格式,我们设计了块稀疏矩阵-矩阵乘法(SpMM)和采样密集矩阵-密集矩阵乘法(SDDMM)内核,这些是深度学习中常见的操作。利用这些设计,我们在Sputnik中实现了中等稀疏度场景下的1.41倍加速,并在大规模高稀疏矩阵下实现了1.38倍加速。得益于我们的设计,我们在端到端稀疏Transformer推理中实现了1.75倍加速,并节省了内存。
Keyword:
Deep learning
GPU
tensor core
sparse matrices
acceleration strategy

期刊

IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 封面图
IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
IF:
6
论文数:
5.2K
被引数:
1.1W

机构

Z
Zhengzhou University
学者数:
6.8W
论文数: 4.4W
被引数: 8.5W
H
Hainan University
学者数:
2.0W
论文数: 1.2W
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H
huazhong university of science and technology
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2.7W
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被引数: 5
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