The performance gains obtained by large language models (LLMs) are closely linked to their substantial computational and memory requirements. Quantized LLMs offer significant advantages with extremely quantized models, motivating the development of specialized architectures to accelerate their workloads. This paper proposes D-Legion, a novel scalable many-core architecture, designed using many adaptive-precision systolic array cores, to accelerate matrix multiplication in quantized LLMs. The proposed architecture consists of a set of Legions where each Legion has a group of adaptive-precision systolic arrays. D-Legion supports multiple computation modes, including quantized sparse and dense matrix multiplications. The block structured sparsity is exploited within a fully-sparse, or partially-sparse windows. In addition, memory accesses of partial summations (psums) are spatially reduced through parallel accumulators. Furthermore, data reuse is maximized through optimized scheduling techniques by multicasting matrix tiles across the Legions. A comprehensive design space exploration is performed in terms of Legion/core granularity to determine the optimal Legion configuration. Moreover, D-Legion is evaluated on attention workloads from two BitNet models, delivering up to 8.2$\times$ lower latency, up to 3.8$\times$ higher memory savings, and up to 3$\times$ higher psum memory savings compared to state-of-the-art work. D-Legion, with eight Legions and 64 total cores, achieves a peak throughput of 135.68 TOPS at a frequency of 1 GHz. A scaled version of D-Legion, with 32 Legions, is compared to Google TPUv4i, achieving up to 2.5$\times$ lower total latency, up to 2.3$\times$ higher total throughput, and up to 2.7$\times$ higher total memory savings.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
大型语言模型(LLM)赋能的知识图谱构建:综述
专知会员服务
56+阅读 · 2025年10月24日
LLMS4ALL:大语言模型在各学科科研与应用中的综述
专知会员服务
36+阅读 · 2025年10月4日
大型语言模型对齐技术综述:RLHF、RLAIF、PPO、DPO 等
专知会员服务
55+阅读 · 2024年7月24日
大型语言模型(LLMs),附Slides与视频
专知会员服务
71+阅读 · 2024年6月30日
《多模态大型语言模型》最新进展,详述26种现有MM-LLMs
专知会员服务
65+阅读 · 2024年1月25日
WSDM 2024| LLMs助力图学习?基于大模型的图数据增强
专知会员服务
27+阅读 · 2023年11月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
一文详解LSTM网络
论智
18+阅读 · 2018年5月2日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
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
8+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
12+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
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
2+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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员