Sparse Convolution (SpC) powers 3D point cloud networks widely used in autonomous driving and augmented/virtual reality. SpC builds a kernel map that stores mappings between input voxel coordinates, output coordinates, and weight offsets, then uses this map to compute feature vectors for output coordinates. Our work identifies three key properties of voxel coordinates: they are integer-valued, bounded within a limited spatial range, and geometrically continuous, i.e., neighboring voxels on the same object surface are highly likely to exist at small spatial offsets from each other. Prior SpC engines do not fully exploit these properties and suffer from high pre-processing and post-processing overheads during kernel map construction. To address this, we design Spira, the first voxel-property-aware SpC engine for GPUs. Spira proposes (i) a high-performance one-shot search algorithm that builds the kernel map with no pre-processing and high data locality, (ii) an effective packed-native processing scheme that accesses packed voxel coordinates at low cost, (iii) a flexible dual-dataflow execution mechanism that efficiently computes output feature vectors by adapting to layer characteristics, and (iv) a network-wide parallelization strategy that builds kernel maps for all SpC layers concurrently at network start. Our evaluation shows that Spira significantly outperforms prior state-of-the-art SpC engines by 1.68x on average and up to 3.04x for end-to-end inference, and by 2.11x on average and up to 3.44x for layer-wise execution across diverse layer configurations. The source code of Spira is freely available at https://github.com/SPIN-Research-Group/Spira.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

3D点云基础模型:综述与展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年1月31日
点云数据增强首个全面综述
专知会员服务
23+阅读 · 2024年5月15日
【牛津大学博士论文】学习理解大规模3D点云,191页pdf
专知会员服务
38+阅读 · 2023年6月22日
【泡泡点云时空】PointConv: 3D点云的深度卷积网络
泡泡机器人SLAM
23+阅读 · 2019年6月12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
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 · 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 · 2014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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
3D点云基础模型:综述与展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年1月31日
点云数据增强首个全面综述
专知会员服务
23+阅读 · 2024年5月15日
【牛津大学博士论文】学习理解大规模3D点云,191页pdf
专知会员服务
38+阅读 · 2023年6月22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
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 · 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 · 2014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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员