Large transformer-based models increasingly depend on multi-GPU execution, which requires frequent collective communication among GPUs. Existing communication libraries often rely on many GPU threads to achieve high bandwidth or low latency, resulting in a large streaming multiprocessor (SM)-side resource footprint. This footprint can limit the resources available to other GPU work, particularly when communication and computation execute concurrently. Thus, efficient collective communication should not only achieve high collective performance but also reduce its SM-side resource usage. This paper presents T-CCL, a resource-efficient collective communication library based on the Tensor Memory Accelerator (TMA) for intra-node communication. T-CCL offloads both data movement and reduction operations to TMA and executes each collective as a pipelined series of asynchronous TMA operations, reducing the SM resources required for collective communication while maintaining high bandwidth. Evaluated across AllReduce, AllGather, and ReduceScatter collectives, T-CCL outperforms NCCL by up to 2.4x with unrestricted communication resources and up to 3.42x under restricted resource budgets, remains competitive with NCCL's recent symmetric-memory kernels, and occupies the same or fewer SMs in profiled cases. In a GEMM-collective overlap case study, switching the communication backend from NCCL to T-CCL raises the average operator-level speedup over a sequential baseline from 1.12x to 1.25x on two GPUs and from 1.04x to 1.14x on four GPUs, as T-CCL uses fewer SMs for communication, leaving more SMs available to the overlapped GEMM. Integrated into vLLM as a communication backend, T-CCL improves end-to-end inference throughput over vLLM's automatic backend dispatch by up to 1.31x, outperforming it at every evaluated batch size on both the conversation and decode-heavy workloads.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

LLM in Medical Domain: 大语言模型在医学领域的应用
专知会员服务
103+阅读 · 2023年6月17日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
39+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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
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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10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
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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员