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基于多面体模型的矩阵乘法自动混合精度优化
1
作者
何昊天
周蓓
+3 位作者
郭绍忠
张作言
郝江伟
许瑾晨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第12期110-119,共10页
混合精度是计算机中的一种数值计算技术,通过将计算中的部分数据类型从高精度转换成低精度来提高计算效率。矩阵乘法在计算机科学和数学中有着重要而广泛的应用,在矩阵乘法中使用混合精度技术来加速计算过程是一项很有挑战性的工作。现...
混合精度是计算机中的一种数值计算技术,通过将计算中的部分数据类型从高精度转换成低精度来提高计算效率。矩阵乘法在计算机科学和数学中有着重要而广泛的应用,在矩阵乘法中使用混合精度技术来加速计算过程是一项很有挑战性的工作。现有的混合精度优化存在一些问题,例如存储开销大,必须在特定的硬件单元上实现,限制了模型或算法的部署选项并降低了其可移植性。针对上述问题,提出并实现了基于多面体模型的混合精度代码自动生成工具AGMMMPC。通过将低精度乘高精度加基础混合精度矩阵乘代码生成功能添加到“源-源”的PPCG编译器中,并使用精度调优算法(Precision Tuning,PT)找到基础混合精度计算中的高频误差点,将这些点用高精度计算,其余点用基础混合精度计算,有效减小基础混合精度计算中的误差,首次实现了源到源的面向矩阵乘计算的混合精度代码自动生成。实验表明,以高精度计算为基准,AGMMMPC生成的高级混合精度代码在X86平台上的最大加速比为1.39,几何平均加速比为1.14。
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关键词
混合精度
矩阵乘法
多面体模型
调度变换
代码生成
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职称材料
面向矩阵乘计算的自动混合精度优化
2
作者
何昊天
周蓓
+4 位作者
郭绍忠
张作言
郝江伟
冀立光
许瑾晨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S02期756-765,共10页
针对矩阵乘计算的混合精度优化的实现,极大地提升了矩阵乘计算的性能,但与高精度矩阵乘计算相比,混合精度矩阵乘计算时引入了误差。为有效降低混合精度计算中引入的误差,实现了一个面向矩阵乘计算的自动混合精度工具AMAO。该工具在低精...
针对矩阵乘计算的混合精度优化的实现,极大地提升了矩阵乘计算的性能,但与高精度矩阵乘计算相比,混合精度矩阵乘计算时引入了误差。为有效降低混合精度计算中引入的误差,实现了一个面向矩阵乘计算的自动混合精度工具AMAO。该工具在低精度乘高精度加基础混合精度计算的基础上,通过迭代空间进行划分的精度优化算法将原本的基础混合精度计算按照一定比例划分成两部分计算,一部分用高精度计算,另一部分用基础混合精度计算,并根据该算法实现了混合精度代码自动生成工具。实验表明,与混合精度工具AGMMMPC相比,AMAO生成的混合精度代码性能平均降低5.90%,精度平均提升了49.31%。
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关键词
混合精度
矩阵乘法
多面体模型
调度变换
代码生成
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职称材料
基于多面体模型的矩阵乘法向量代码生成
被引量：
4
3
作者
王博漾
庞建民
+3 位作者
徐金龙
赵捷
陶小涵
朱雨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022年第10期44-51,共8页
矩阵乘法是众多科学计算的核心,而向量化编程是提升其性能的主要手段之一。针对现有的向量化优化往往存在需要手工进行调优以及与硬件结构映射的问题,基于多面体编译器PPCG,在多面体模型中引入向量代码生成框架,提出了基于多面体模型的...
矩阵乘法是众多科学计算的核心,而向量化编程是提升其性能的主要手段之一。针对现有的向量化优化往往存在需要手工进行调优以及与硬件结构映射的问题,基于多面体编译器PPCG,在多面体模型中引入向量代码生成框架,提出了基于多面体模型的矩阵乘法向量代码生成框架。通过对矩阵乘法的向量化方案进行收益分析来确定向量化方案,指导应用框架的代码生成,基于该代码生成框架,有利于矩阵乘法的向量化快速优化。选取13个规模在64×64×64到1 024×1 024×1 024之间的矩阵乘法用例进行实验,结果表明,该框架能够正确生成向量化代码,与基础编译器ICC的自动向量化功能相比,应用该框架生成的向量化代码最高获得了5.09倍的加速和3.39倍的平均加速。
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关键词
矩阵乘法
多面体模型
向量化
调度变换
代码生成
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职称材料
题名
基于多面体模型的矩阵乘法自动混合精度优化
1
作者
何昊天
周蓓
郭绍忠
张作言
郝江伟
许瑾晨
机构
信息工程大学网络空间安全学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第12期110-119,共10页
文摘
混合精度是计算机中的一种数值计算技术,通过将计算中的部分数据类型从高精度转换成低精度来提高计算效率。矩阵乘法在计算机科学和数学中有着重要而广泛的应用,在矩阵乘法中使用混合精度技术来加速计算过程是一项很有挑战性的工作。现有的混合精度优化存在一些问题,例如存储开销大,必须在特定的硬件单元上实现,限制了模型或算法的部署选项并降低了其可移植性。针对上述问题,提出并实现了基于多面体模型的混合精度代码自动生成工具AGMMMPC。通过将低精度乘高精度加基础混合精度矩阵乘代码生成功能添加到“源-源”的PPCG编译器中,并使用精度调优算法(Precision Tuning,PT)找到基础混合精度计算中的高频误差点,将这些点用高精度计算,其余点用基础混合精度计算,有效减小基础混合精度计算中的误差,首次实现了源到源的面向矩阵乘计算的混合精度代码自动生成。实验表明,以高精度计算为基准,AGMMMPC生成的高级混合精度代码在X86平台上的最大加速比为1.39,几何平均加速比为1.14。
关键词
混合精度
矩阵乘法
多面体模型
调度变换
代码生成
Keywords
Mixed precision
Matrix multiplication
Polyhedral model
Scheduling transformation
Code Generation
分类号
TP314 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
面向矩阵乘计算的自动混合精度优化
2
作者
何昊天
周蓓
郭绍忠
张作言
郝江伟
冀立光
许瑾晨
机构
信息工程大学网络空间安全学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S02期756-765,共10页
文摘
针对矩阵乘计算的混合精度优化的实现,极大地提升了矩阵乘计算的性能,但与高精度矩阵乘计算相比,混合精度矩阵乘计算时引入了误差。为有效降低混合精度计算中引入的误差,实现了一个面向矩阵乘计算的自动混合精度工具AMAO。该工具在低精度乘高精度加基础混合精度计算的基础上,通过迭代空间进行划分的精度优化算法将原本的基础混合精度计算按照一定比例划分成两部分计算,一部分用高精度计算,另一部分用基础混合精度计算,并根据该算法实现了混合精度代码自动生成工具。实验表明,与混合精度工具AGMMMPC相比,AMAO生成的混合精度代码性能平均降低5.90%,精度平均提升了49.31%。
关键词
混合精度
矩阵乘法
多面体模型
调度变换
代码生成
Keywords
Mixed precision
Matrix multiplication
Polyhedral model
Scheduling transformation
Code generation
分类号
TP314 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
基于多面体模型的矩阵乘法向量代码生成
被引量：
4
3
作者
王博漾
庞建民
徐金龙
赵捷
陶小涵
朱雨
机构
郑州大学网络空间安全学院
数学工程与先进计算国家重点实验室(信息工程大学)
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022年第10期44-51,共8页
基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U20A20226)。
文摘
矩阵乘法是众多科学计算的核心,而向量化编程是提升其性能的主要手段之一。针对现有的向量化优化往往存在需要手工进行调优以及与硬件结构映射的问题,基于多面体编译器PPCG,在多面体模型中引入向量代码生成框架,提出了基于多面体模型的矩阵乘法向量代码生成框架。通过对矩阵乘法的向量化方案进行收益分析来确定向量化方案,指导应用框架的代码生成,基于该代码生成框架,有利于矩阵乘法的向量化快速优化。选取13个规模在64×64×64到1 024×1 024×1 024之间的矩阵乘法用例进行实验,结果表明,该框架能够正确生成向量化代码,与基础编译器ICC的自动向量化功能相比,应用该框架生成的向量化代码最高获得了5.09倍的加速和3.39倍的平均加速。
关键词
矩阵乘法
多面体模型
向量化
调度变换
代码生成
Keywords
Matrix multiplication
Polyhedron model
Vectorized
Scheduling transformation
Code generation
分类号
TP312 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多面体模型的矩阵乘法自动混合精度优化
何昊天
周蓓
郭绍忠
张作言
郝江伟
许瑾晨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
面向矩阵乘计算的自动混合精度优化
何昊天
周蓓
郭绍忠
张作言
郝江伟
冀立光
许瑾晨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于多面体模型的矩阵乘法向量代码生成
王博漾
庞建民
徐金龙
赵捷
陶小涵
朱雨
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
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