General Matrix Multiplication (GEMM) is a crucial algorithm for various applications such as machine learning and scientific computing, and an efficient GEMM implementation is essential for the performance of these systems. While researchers often strive for faster performance by using large compute platforms, the increased scale of these systems can raise concerns about hardware and software reliability. In this paper, we present a design for a high-performance GEMM with algorithm-based fault tolerance for use on GPUs. We describe fault-tolerant designs for GEMM at the thread, warp, and threadblock levels, and also provide a baseline GEMM implementation that is competitive with or faster than the state-of-the-art, proprietary cuBLAS GEMM. We present a kernel fusion strategy to overlap and mitigate the memory latency due to fault tolerance with the original GEMM computation. To support a wide range of input matrix shapes and reduce development costs, we present a template-based approach for automatic code generation for both fault-tolerant and non-fault-tolerant GEMM implementations. We evaluate our work on NVIDIA Tesla T4 and A100 server GPUs. Experimental results demonstrate that our baseline GEMM presents comparable or superior performance compared to the closed-source cuBLAS. The fault-tolerant GEMM incurs only a minimal overhead (8.89\% on average) compared to cuBLAS even with hundreds of errors injected per minute. For irregularly shaped inputs, the code generator-generated kernels show remarkable speedups of $160\% \sim 183.5\%$ and $148.55\% \sim 165.12\%$ for fault-tolerant and non-fault-tolerant GEMMs, outperforming cuBLAS by up to $41.40\%$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月14日
Arxiv
28+阅读 · 2021年9月18日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员