Many of today's probabilistic programming languages (PPLs) have brittle inference performance: the performance of the underlying inference algorithm is very sensitive to the precise way in which the probabilistic program is written. A standard way of addressing this challenge in traditional programming languages is via program optimizations, which seek to unburden the programmer from writing low-level performant code, freeing them to work at a higher-level of abstraction. The arsenal of applicable program optimizations for PPLs to choose from is scarce in comparison to traditional programs; few of today's PPLs offer significant forms of automated program optimization. In this work we develop a new family of program optimizations specific to discrete-valued knowledge compilation based PPLs. We identify a particular form of program structure unique to these PPLs that tangibly affects exact inference performance in these programs: redundant random variables -- variables with repeated parameters and inconsistent path conditions. We develop a new program analysis and associated optimization called flip-hoisting that identifies these redundancies and optimizes them into a single random variable. We show that flip-hoisting yields inference speedups of up to 60% on applications of probabilistic programs such as Bayesian networks and probabilistic verification.


翻译:当今许多概率编程语言(PPL)的推理性能较为脆弱:底层推理算法的性能对概率程序的具体编写方式极其敏感。传统编程语言中解决这一挑战的标准途径是通过程序优化,旨在减轻程序员编写底层高性能代码的负担,使其能够专注于更高层次的抽象。与传统程序相比,PPL中可选择的适用程序优化工具较为匮乏;当今很少有PPL能提供显著形式的自动化程序优化。在本工作中,我们开发了一系列专用于基于离散值知识编译的PPL的程序优化方法。我们识别出这些PPL特有的一种程序结构形式,它切实影响这些程序的精确推理性能:冗余随机变量——即具有重复参数和不一致路径条件的变量。我们提出了一种新的程序分析及其关联优化方法,称为翻转提升,该方法能够识别这些冗余并将其优化为单一随机变量。我们证明,翻转提升在贝叶斯网络和概率验证等概率程序应用中可实现高达60%的推理加速。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
【新书】贝叶斯网络进展与新应用,附全书下载
专知会员服务
122+阅读 · 2019年12月9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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12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
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
0+阅读 · 10分钟前
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:21
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12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
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
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 · 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 · 2011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