Sparse matrix kernels are fundamental to scientific computing, graph analytics, and machine learning. Their GPU performance depends strongly on the input sparsity pattern and execution strategy. For the same SpMM on the same matrix, cuSPARSE exhibits a 350x performance gap between CSR and Blocked-ELL. Our study of multiple data formats, specialized systems, and sparse compilers shows that no single implementation consistently dominates across sparsity patterns and operators. This motivates a system that can adapt its representation, execution strategy, and hardware mapping to each workload and target GPU. We present SparseDitto, an LLM-based system that constructs a GPU kernel for each matrix, operator, and target GPU. SparseDitto supports SpMV, SpMM, and SpGEMM within a unified design framework. A lightweight additive model ranks established strategies using structural features of the input matrix. An architecture-aware planner then proposes several candidate designs. Coding and verification agents implement and refine them using measurements from the target GPU. Across three sparse operators and a diverse set of matrices, SparseDitto achieves a geometric-mean speedup of 2.68x over cuSPARSE on an NVIDIA RTX PRO 6000 GPU, with a maximum of 146.61x. On an NVIDIA H200 GPU, it achieves 2.79x, with a maximum of 78.5x. Its generated SpMM kernels also accelerate full-batch GCN training by up to 3.39x.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
深度神经网络 FPGA 设计进展、实现与展望
专知会员服务
59+阅读 · 2022年3月26日
盘点来自工业界的GPU共享方案
计算机视觉life
12+阅读 · 2021年9月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
自然语言处理工具包spaCy介绍
AINLP
18+阅读 · 2016年11月14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
3+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
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 · 8月16日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关VIP内容
面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
深度神经网络 FPGA 设计进展、实现与展望
专知会员服务
59+阅读 · 2022年3月26日
相关资讯
盘点来自工业界的GPU共享方案
计算机视觉life
12+阅读 · 2021年9月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
自然语言处理工具包spaCy介绍
AINLP
18+阅读 · 2016年11月14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
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
3+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
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