Jun, 2024

记忆即一切：加速大型语言模型推理的计算于内存架构综述

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TL;DR大型语言模型的推出带来了自然语言处理领域的重大变革，本文调查了与转换器模型有关的各种 CIM 构架以及它们如何解决现代人工智能计算系统面临的挑战。
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发现论文，激发创造
  • 计算 - 内存：什么、何时、何处

    本文研究了在机器学习推断中将计算内存 (Compute-in-memory, CiM) 技术集成的问题，并通过实验证明了使用 CiM 架构可以提高能源效率，达到低至以 INT-8 精度 0.12 倍能源消耗和重复权重交错技术下最高 4 倍的性能增益，同时提供了关于何种类型 CiM 适合使用以及何时何地最佳集成于缓存层级进行 GEMM 加速的见解。

    Dec, 2023

  • 面向计算内存硬件的深度神经网络架构和配置的联合优化

    使用 CiMNet 框架，通过同时搜索最优子网络和硬件配置来创建下游任务准确性和执行指标（如延迟）的帕累托最优前沿，该框架对于 CNN 和 Transformer 系列的不同模型结构都展现了显著的效果。

    Feb, 2024

  • 现代数据密集型应用的异构数据中心架构：机器学习和数据库的案例研究

    本研究通过对数据访问和计算模式的分析，以深度优化算法和硬件，提出了两种利用 PIM 范式进行机器学习和混合事务 / 分析处理的数据中心架构。

    May, 2022

  • 深度学习的模型大小无关、不需要计算、基于记忆的推理

    本文提出了一种基于记忆的推断方法，结合了循环注意模型的推断机制，使用低维度的窗口进行查询和查找，以减少复杂模型的计算压力和参数量，从而提高计算效率和准确性。

    Jul, 2023

  • 面向仅限 CAM 的 DNN 推理的全栈优化

    基于赛道存储器 (RTM) 实现的关联处理器 (APs) 和三值权重神经网络的算法优化结合的新型编译流路，可显著提高 ResNet-18 在 ImageNet 上的能效，同时保持软件准确性。

    Jan, 2024

  • LLM 闪电般的运算：利用有限内存高效推理的大型语言模型

    本研究旨在通过使用闪存将模型参数存储在 DRAM 之外，以满足超过 DRAM 容量的大型语言模型（LLMs）的高效运行需求。本文提出了两种主要技术，即通过重新使用已激活的神经元来减少数据传输的 “窗口化” 与利用闪存的顺序数据访问能力来增加数据块大小的 “行列捆绑”。这些方法使得模型能够在可用 DRAM 容量的两倍大小的情况下运行，并在与传统加载方法相比，CPU 和 GPU 分别实现 4-5 倍和 20-25 倍的推理速度提升。本研究通过结合稀疏感知、上下文自适应加载和面向硬件的设计，为在内存有限的设备上进行有效的 LLMs 推理铺平了道路。

    Dec, 2023

  • 机器学习训练在实际处理内存系统上的实验评估

    研究探讨了基于内存为中心的计算系统中处理器内存访问瓶颈和大量能量消耗的解决方案，考察 PIM 架构对机器学习算法训练的潜力，通过评估经典算法在 PIM 和传统 CPU、GPU 上的性能、准确度和扩展性对比，表现出更高效的处理机制和更好的加速效果。

    Jul, 2022

  • 人工智能与内存壁

    通过分析编码器和解码器 Transformer 模型，我们展示了在解码器模型中内存带宽如何成为主要的瓶颈，并提出了模型架构、训练和部署策略的重新设计来克服这一内存限制。

    Mar, 2024

  • 大型语言模型的硬件加速器调查

    该研究综述了与优化大型语言模型性能和能源效率相关的硬件加速器，涵盖了多种加速器的体系结构、性能指标和能源效率考虑，并为研究人员、工程师和决策者在现实应用中优化大型语言模型的部署提供了有价值的见解。

    Jan, 2024

  • 大内存系统上的记忆化加速 Transformer

    本研究介绍一种基于缓存优化技术的变压器模型加速方案，通过建立基于大内存系统的注意力数据库来加速注意力计算，从而实现了平均 21％的性能提升（最高 68％），并且在推理准确性上有可忽略的损失。

    Jan, 2023