Diffusion transformers have gained substantial interest in diffusion generative modeling due to their outstanding performance. However, their high computational cost, arising from the quadratic computational complexity of attention mechanisms and multi-step inference, presents a significant bottleneck. To address this challenge, we propose TokenCache, a novel post-training acceleration method that leverages the token-based multi-block architecture of transformers to reduce redundant computations among tokens across inference steps. TokenCache specifically addresses three critical questions in the context of diffusion transformers: (1) which tokens should be pruned to eliminate redundancy, (2) which blocks should be targeted for efficient pruning, and (3) at which time steps caching should be applied to balance speed and quality. In response to these challenges, TokenCache introduces a Cache Predictor that assigns importance scores to tokens, enabling selective pruning without compromising model performance. Furthermore, we propose an adaptive block selection strategy to focus on blocks with minimal impact on the network's output, along with a Two-Phase Round-Robin (TPRR) scheduling policy to optimize caching intervals throughout the denoising process. Experimental results across various models demonstrate that TokenCache achieves an effective trade-off between generation quality and inference speed for diffusion transformers. Our code will be publicly available.


翻译:扩散Transformer因其卓越性能在扩散生成建模领域受到广泛关注。然而,其注意力机制的二次计算复杂度与多步推理过程导致的高计算成本,构成了显著瓶颈。为应对这一挑战,我们提出TokenCache——一种新颖的训练后加速方法,该方法利用Transformer基于token的多块架构,减少推理步骤间token的冗余计算。TokenCache专门针对扩散Transformer中的三个关键问题:(1)应剪枝哪些token以消除冗余,(2)应针对哪些块进行高效剪枝,(3)应在哪些时间步应用缓存以平衡速度与质量。针对这些挑战,TokenCache引入了缓存预测器,为token分配重要性分数,从而在不影响模型性能的前提下实现选择性剪枝。此外,我们提出自适应块选择策略,专注于对网络输出影响最小的块,并结合两阶段轮询调度策略,在去噪过程中优化缓存间隔。多模型实验结果表明,TokenCache在扩散Transformer的生成质量与推理速度之间实现了有效权衡。我们的代码将公开提供。

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
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+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
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月1日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员