Second-order optimizers improve deep neural network training using curvature information, but their practical efficiency is limited by GPU execution overhead. AdaFisher reduces Fisher Information Matrix (FIM) approximation costs through diagonal Kronecker structures and exponential moving averages, yet its PyTorch implementation requires sequential CUDA kernel launches, intermediate tensor allocations, and repeated memory accesses. We introduce CAFIN, a GPU-native CUDA kernel fusion framework that improves AdaFisher execution efficiency without changing its optimization formulation. The proposed approach progressively integrates FIM preconditioner construction, exponential moving average updates, gradient preconditioning, momentum accumulation, weight decay, and parameter updates into fused CUDA kernels. Shared-memory reuse, register-resident computation, and in-place operations further reduce memory traffic and intermediate allocations. Experiments using ResNet-18 on CIFAR-10, CIFAR-100, and Tiny ImageNet across NVIDIA GTX 1660 Ti and RTX 3060 Laptop GPUs demonstrate up to 78.4% lower isolated FIM construction latency and 2.1-26.9% lower optimizer-step latency. The implementation also eliminates approximately 18.91 MB of intermediate GPU memory allocations per optimizer step. Numerical validation confirms consistency within the predefined FP32 tolerance, while convergence accuracy remains comparable across evaluated datasets and random seeds. These findings demonstrate that CUDA kernel fusion can substantially accelerate second-order optimization while preserving AdaFisher's underlying mathematical formulation and learning behavior.


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
【GNN】深度学习之上,图神经网络(GNN )崛起
产业智能官
16+阅读 · 2019年8月15日
图神经网络(GNN)必读论文及最新进展跟踪
深度学习与NLP
28+阅读 · 2019年6月7日
谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4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
6+阅读 · 2017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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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 · 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
11+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
22+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
9+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
专知会员服务
10+阅读 · 11月8日
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
11+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
9+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
6+阅读 · 11月6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
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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 · 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
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员