Number libraries, which implement number formats and their arithmetic in software, are used to simulate hardware, making hardware behavior reproducible and thus verifiable and easier to design. However, modern machine learning accelerators are difficult to simulate, as they increasingly use specialized number formats that existing number libraries do not support. It is costly to extend these libraries using traditional methods: each combination of operation, format, and rounding mode typically requires a bespoke implementation. An easier way is to double round - compute at higher precision, then re-round - so that one high-precision kernel serves many formats, but double rounding is only known to be correct in select cases. We give a precise, efficiently checkable characterization of when double rounding is correct across many formats and rounding modes. Our result rests on a novel abstract number format that unifies fixed- and floating-point representations, reducing the correctness of double rounding to format containment: whether every value of one format is representable in another. We mechanized these results in Lean 4. In addition, we introduce a format inference algorithm that, given a sequence of operations, bounds each expression by a number format guaranteed to contain its result. We apply these insights in two ways. First, we present MPFX, a correctly-rounded, multi-precision number library that exploits correct double rounding to efficiently simulate many number formats. MPFX's correctly-rounded operations are up to 11x (mean: 6.05x) faster than MPFR's, and competitive with SoftFloat's - between 0.46x and 1.63x as fast (mean: 0.94x) - at the same precision. Second, in a case study, we implement a software simulation of a hardware specification using both SoftFloat and MPFX's primitives; the MPFX version is up to 13.5x faster.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!EPFL《训练大语言模型》课程
专知会员服务
18+阅读 · 2025年4月25日
OlymMATH: 奥林匹克级双语数学基准,R1 正确率仅为 21.2%
专知会员服务
11+阅读 · 2025年4月17日
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
【干货书】算法新解,540页pdf详解基础算法,中英文版本
专知会员服务
204+阅读 · 2022年1月16日
【ACM Multimedia 2020】双时间存储网络有效的视频对象分割
专知会员服务
10+阅读 · 2020年8月13日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
基于R语言进行Box-Cox变换
R语言中文社区
45+阅读 · 2018年11月19日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
大学数学不好,或许是数学教材的锅?
算法与数学之美
15+阅读 · 2017年8月1日
YesOfCourse团队在Kaggle文本匹配竞赛中获得优异成绩
中国科学院网络数据重点实验室
10+阅读 · 2017年6月15日
Word2Vec 与 GloVe 技术浅析与对比
LibRec智能推荐
25+阅读 · 2017年5月15日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+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
0+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月15日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
10+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
13+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关资讯
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
基于R语言进行Box-Cox变换
R语言中文社区
45+阅读 · 2018年11月19日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
大学数学不好,或许是数学教材的锅?
算法与数学之美
15+阅读 · 2017年8月1日
YesOfCourse团队在Kaggle文本匹配竞赛中获得优异成绩
中国科学院网络数据重点实验室
10+阅读 · 2017年6月15日
Word2Vec 与 GloVe 技术浅析与对比
LibRec智能推荐
25+阅读 · 2017年5月15日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
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
0+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
0+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员