Sparse general matrix multiplication (SpGEMM) is an important and expensive computation primitive in many real-world applications. Due to SpGEMM's inherent irregularity and the vast diversity of its input matrices, developing high-performance SpGEMM implementation on modern processors such as GPUs is challenging. The state-of-the-art SpGEMM libraries (i.e., $nsparse$ and $spECK$) adopt several algorithms to tackle the challenges of global load balance, local load balance, and allocation of the result matrix. While these libraries focus on the high-level algorithm design for SpGEMM, they neglect several low-level architecture-specific optimizations, which causes inefficient implementations in their libraries. In this paper, we classify their inefficient implementations into seven categories. Based on our observations, we propose a highly optimized SpGEMM library called $OpSparse$. The optimizations in $OpSparse$ include 1) optimizing the binning method by improving the utilization of the shared memory, 2) optimizing the hashing method by reducing the access to the hash table, 3) improving the trade-off between hash collision rate and hardware utilization in the hashing method by setting appropriate binning ranges, 4) reducing the overheads of global memory utilization by minimizing the global memory usage of the metadata, and 5) improving the execution parallelism by overlapping global memory allocation with kernel execution. Performance evaluations with 26 commonly used matrices on an Nvidia Tesla V100 GPU show that $OpSparse$ achieves up to $27.8\times$, $1.81\times$, and $2.04\times$ performance speedup over three state-of-the-art libraries: $cuSPARSE$, $nsparse$, and $spECK$, respectively.


翻译:SpGEMM (SpGEMM) 是许多现实世界应用程序中一个重要而昂贵的计算方法。 由于 SpGEMM 的内在不规则性及其投入矩阵的丰富多样性, 使 SpGEMM 在诸如 GPUs 等现代处理器上执行高绩效 SpGEMM 具有挑战性。 SpGEMM 图书馆( 即 美元 和 美元 和 美元 SPECK ) 采用多种算法来应对全球负载平衡、 本地负载平衡和结果矩阵分配等挑战。 虽然这些图书馆侧重于 SpGEMM 的高级算法设计, 但却忽略了多个低层次的架构优化, 导致其图书馆执行效率低下。 在本文中,我们根据我们的意见, 高优化 SpGEMM 图书馆( 即 美元 和 美元 美元 美元 ), 优化 OpSpare, 包括1 改进对共享记忆的利用, 实现优化 方法, 减少 SGGSOal- missionalalalal lexalalalalalal livesessal 的利用, ral- dreal 和 4 使用全球内部平流法 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
17+阅读 · 2020年9月6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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1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
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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+阅读 · 2013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
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 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月3日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
17+阅读 · 2020年9月6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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1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
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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+阅读 · 2013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
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 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员