In deep learning inference, model parameters are pruned and quantized to reduce the model size. Compression methods and common subexpression (CSE) elimination algorithms are applied on sparse constant matrices to deploy the models on low-cost embedded devices. However, the state-of-the-art CSE elimination methods do not scale well for handling large matrices. They reach hours for extracting CSEs in a $200 \times 200$ matrix while their matrix multiplication algorithms execute longer than the conventional matrix multiplication methods. Besides, there exist no compression methods for matrices utilizing CSEs. As a remedy to this problem, a random search-based algorithm is proposed in this paper to extract CSEs in the column pairs of a constant matrix. It produces an adder tree for a $1000 \times 1000$ matrix in a minute. To compress the adder tree, this paper presents a compression format by extending the Compressed Sparse Row (CSR) to include CSEs. While compression rates of more than $50\%$ can be achieved compared to the original CSR format, simulations for a single-core embedded system show that the matrix multiplication execution time can be reduced by $20\%$.


翻译:在深度学习推理中,模型参数被剪枝和量化以减小模型规模。压缩方法与公共子表达式消除算法被应用于稀疏常数矩阵,以实现模型在低成本嵌入式设备上的部署。然而,现有最先进的公共子表达式消除方法在处理大规模矩阵时扩展性不佳:处理一个$200 \times 200$的矩阵需要数小时来提取公共子表达式,其矩阵乘法算法的执行时间也长于传统矩阵乘法方法。此外,目前尚不存在利用公共子表达式对矩阵进行压缩的方法。针对这一问题,本文提出了一种基于随机搜索的算法,用于提取常数矩阵列对中的公共子表达式。该算法可在1分钟内为一个$1000 \times 1000$的矩阵生成加法树。为压缩该加法树,本文通过扩展压缩稀疏行格式以包含公共子表达式,提出了一种压缩格式。相比原始压缩稀疏行格式,压缩率可超过50%,而针对单核嵌入式系统的仿真表明,矩阵乘法执行时间可减少20%。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
图神经网络库PyTorch geometric
图与推荐
17+阅读 · 2020年3月22日
RL解决'LunarLander-v2' (SOTA)
CreateAMind
62+阅读 · 2019年9月27日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
互信息论文笔记
CreateAMind
23+阅读 · 2018年8月23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 · 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 · 2011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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月17日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月17日
VIP会员
最新内容
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
2+阅读 · 今天11:43
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
7+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
相关资讯
图神经网络库PyTorch geometric
图与推荐
17+阅读 · 2020年3月22日
RL解决'LunarLander-v2' (SOTA)
CreateAMind
62+阅读 · 2019年9月27日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
互信息论文笔记
CreateAMind
23+阅读 · 2018年8月23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 · 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 · 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 · 2011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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员