Approximate nearest neighbor search (ANNS) plays an indispensable role in a wide variety of applications, including recommendation systems, information retrieval, and semantic search. Among the cutting-edge ANNS algorithms, graph-based approaches provide superior accuracy and scalability on massive datasets. However, the best-performing graph-based ANN search solutions incur tens of hundreds of memory footprints as well as costly distance computation, thus hindering their efficient deployment at scale. The 3D NAND flash is emerging as a promising device for data-intensive applications due to its high density and nonvolatility. In this work, we present the near-storage processing (NSP)-based ANNS solution Proxima, to accelerate graph-based ANNS with algorithm-hardware co-design in 3D NAND flash. Proxima significantly reduces the complexity of graph search by leveraging the distance approximation and early termination. On top of the algorithmic enhancement, we implement Proxima search algorithm in 3D NAND flash using the heterogeneous integration technique. To maximize 3D NAND's bandwidth utilization, we present customized dataflow and optimized data allocation scheme. Our evaluation results show that: compared to graph ANNS on CPU and GPU, Proxima achieves a magnitude improvement in throughput or energy efficiency. Proxima yields 7x to 13x speedup over existing ASIC designs. Furthermore, Proxima achieves a good balance between accuracy, efficiency and storage density compared to previous NSP-based accelerators.


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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员