Contemporary accelerator designs exhibit a high degree of spatial localization, wherein two-dimensional physical distance determines communication costs between processing elements. This situation presents considerable algorithmic challenges, particularly when managing sparse data, a pivotal component in progressing data science. The spatial computer model quantifies communication locality by weighting processor communication costs by distance, introducing a term named energy. Moreover, it integrates depth, a widely-utilized metric, to promote high parallelism. We propose and analyze a framework for efficient spatial tree algorithms within the spatial computer model. Our primary method constructs a spatial tree layout that optimizes the locality of the neighbors in the compute grid. This approach thereby enables locality-optimized messaging within the tree. Our layout achieves a polynomial factor improvement in energy compared to utilizing a PRAM approach. Using this layout, we develop energy-efficient treefix sum and lowest common ancestor algorithms, which are both fundamental building blocks for other graph algorithms. With high probability, our algorithms exhibit near-linear energy and poly-logarithmic depth. Our contributions augment a growing body of work demonstrating that computations can have both high spatial locality and low depth. Moreover, our work constitutes an advancement in the spatial layout of irregular and sparse computations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关论文
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员