We investigate the energy efficiency of a library designed for parallel computations with sparse matrices. The library leverages high-performance, energy-efficient Graphics Processing Unit (GPU) accelerators to enable large-scale scientific applications. Our primary development objective was to maximize parallel performance and scalability in solving sparse linear systems whose dimensions far exceed the memory capacity of a single node. To this end, we devised methods that expose a high degree of parallelism while optimizing algorithmic implementations for efficient multi-GPU usage. Previous work has already demonstrated the library's performance efficiency on large-scale systems comprising thousands of NVIDIA GPUs, achieving improvements over state-of-the-art solutions. In this paper, we extend those results by providing energy profiles that address the growing sustainability requirements of modern HPC platforms. We present our methodology and tools for accurate runtime energy measurements of the library's core components and discuss the findings. Our results confirm that optimizing GPU computations and minimizing data movement across memory and computing nodes reduces both time-to-solution and energy consumption. Moreover, we show that the library delivers substantial advantages over comparable software frameworks on standard benchmarks.


翻译:我们研究了一款专为稀疏矩阵并行计算设计的计算库的能效特性。该库利用高性能、高能效的图形处理单元(GPU)加速器,支持大规模科学应用。我们的主要开发目标是最大化求解维度远超单节点内存容量的稀疏线性系统时的并行性能与可扩展性。为此,我们设计了能暴露高度并行性的方法,同时优化算法实现以高效利用多GPU。先前工作已证明该库在包含数千个NVIDIA GPU的大规模系统上具备性能效率,并相较现有最优方案实现了提升。本文通过提供满足现代HPC平台日益增长的可持续性需求的能效概况,进一步拓展了这些成果。我们介绍了用于精确测量该库核心组件运行时能耗的方法与工具,并讨论了相关发现。研究结果证实,优化GPU计算并最小化跨内存与计算节点的数据迁移,既能缩短求解时间,也能降低能耗。此外,我们证明该库在标准基准测试中比同类软件框架具有显著优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

《面向边缘AI应用的高性能高能效架构探索》156页
专知会员服务
37+阅读 · 2025年4月12日
【博士论文】利用图结构加速稀疏计算
专知会员服务
18+阅读 · 2025年3月6日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年7月29日
面试题:请简要介绍下tensorflow的计算图
七月在线实验室
14+阅读 · 2019年6月10日
稀疏性的3个优势 -《稀疏统计学习及其应用》
遇见数学
15+阅读 · 2018年10月24日
如何设计基于深度学习的图像压缩算法
论智
41+阅读 · 2018年4月26日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
Spark机器学习:矩阵及推荐算法
LibRec智能推荐
16+阅读 · 2017年8月3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 · 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 · 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
3+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
8+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
1+阅读 · 11分钟前
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
2+阅读 · 17分钟前
《远程传感对战机架次生成影响的仿真研究》80页
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
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
1+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 · 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
3+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
8+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员