• Title/Summary/Keyword: 희소 행렬 곱셈

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GPU-based Sparse Matrix-Vector Multiplication Schemes for Random Walk with Restart: A Performance Study (랜덤워크 기법을 위한 GPU 기반 희소행렬 벡터 곱셈 방안에 대한 성능 평가)

  • Yu, Jae-Seo;Bae, Hong-Kyun;Kang, Seokwon;Yu, Yongseung;Park, Yongjun;Kim, Sang-Wook
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2020.11a
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    • pp.96-97
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    • 2020
  • 랜덤워크 기반 노드 랭킹 방식 중 하나인 RWR(Random Walk with Restart) 기법은 희소행렬 벡터 곱셈 연산과 벡터 간의 합 연산을 반복적으로 수행하며, RWR 의 수행 시간은 희소행렬 벡터 곱셈 연산 방법에 큰 영향을 받는다. 본 논문에서는 CSR5(Compressed Sparse Row 5) 기반 희소행렬 벡터 곱셈 방식과 CSR-vector 기반 희소행렬 곱셈 방식을 채택한 GPU 기반 RWR 기법 간의 비교 실험을 수행한다. 실험을 통해 데이터 셋의 특징에 따른 RWR 의 성능 차이를 분석하고, 적합한 희소행렬 벡터 곱셈 방안 선택에 관한 가이드라인을 제안한다.

Efficient Sparse Matrix-Matrix Multiplication for circuit optimization (회로 최적화를 위한 효율적인 희소 행렬 간 곱셈 연산에 관한 연구)

  • 임은진;김경훈
    • Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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    • 2003.11b
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    • pp.994-997
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    • 2003
  • 행렬 연산은 계산 과학을 사용하는 공학 물리, 화학, 생명 과학, 경제학 등에서 다양하게 사용되고 있으며 이 행렬은 크기가 크고 대부분의 원소가 0 값을 갖는 희소 행렬일 경우가 많다. 본 논문에서는 희소 행렬의 연산 중, 회로 설계 시 최적화 과정에 사용되는 연산에서 문제가 되는 희소 행렬 A 와 블록 대각 행렬 H에 대하여 AH$A^{T}$ 의 연산을 효율적으로 행하는 방법들을 검토하고 메모리 접근 횟수를 모델링하여 수행 속도와 메모리 사용량 면에서 비교한다.

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An Efficient Computation of Matrix Triple Products (삼중 행렬 곱셈의 효율적 연산)

  • Im, Eun-Jin
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.11 no.3
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    • pp.141-149
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    • 2006
  • In this paper, we introduce an improved algorithm for computing matrix triple product that commonly arises in primal-dual optimization method. In computing $P=AHA^{t}$, we devise a single pass algorithm that exploits the block diagonal structure of the matrix H. This one-phase scheme requires fewer floating point operations and roughly half the memory of the generic two-phase algorithm, where the product is computed in two steps, computing first $Q=HA^{t}$ and then P=AQ. The one-phase scheme achieved speed-up of 2.04 on Intel Itanium II platform over the two-phase scheme. Based on memory latency and modeled cache miss rates, the performance improvement was evaluated through performance modeling. Our research has impact on performance tuning study of complex sparse matrix operations, while most of the previous work focused on performance tuning of basic operations.

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Design of the Adaptive Systolic Array Architecture for Efficient Sparse Matrix Multiplication (희소 행렬 곱셈을 효율적으로 수행하기 위한 유동적 시스톨릭 어레이 구조 설계)

  • Seo, Juwon;Kong, Joonho
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.24-26
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    • 2022
  • 시스톨릭 어레이는 DNN training 등 인공지능 연산의 대부분을 차지하는 행렬 곱셈을 수행하기 위한 하드웨어 구조로 많이 사용되지만, sparsity 가 높은 행렬을 연산할 때 불필요한 동작으로 인해 효율성이 크게 떨어진다. 본 논문에서 제안된 유동적 시스톨릭 어레이는 matrix condensing, weight switching, 그리고 direct output path 의 방법과 구조를 통해 sparsity 가 높은 행렬 곱셈의 수행 사이클을 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 기존 시스톨릭 어레이와 유동적 시스톨릭 어레이의 성능을 비교하였으며 8×8, 16×16, 32×32 의 크기를 가진 행렬을 동일 크기의 시스톨릭 어레이로 연산하였을 때 필요 사이클 수를 최대 12 사이클 절감할 수 있는 것을 확인하였다.

Acceleration of ECC Computation for Robust Massive Data Reception under GPU-based Embedded Systems (GPU 기반 임베디드 시스템에서 대용량 데이터의 안정적 수신을 위한 ECC 연산의 가속화)

  • Kwon, Jisu;Park, Daejin
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.24 no.7
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    • pp.956-962
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    • 2020
  • Recently, as the size of data used in an embedded system increases, the need for an ECC decoding operation to robustly receive a massive data is emphasized. In this paper, we propose a method to accelerate the execution of computations that derive syndrome vectors when ECC decoding is performed using Hamming code in an embedded system with a built-in GPU. The proposed acceleration method uses the matrix-vector multiplication of the decoding operation using the CSR format, one of the data structures representing sparse matrix, and is performed in parallel in the CUDA kernel of the GPU. We evaluated the proposed method using a target embedded board with a GPU, and the result shows that the execution time is reduced when ECC decoding operation accelerated based on the GPU than used only CPU.

GPGPU Acceleration of SAT Algorithm with Propagation Routine Parallelization (전달 루틴의 병렬화를 통한 SAT 알고리즘의 GPGPU 가속화)

  • Kang, Hyeong-Ju
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.20 no.10
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    • pp.1919-1926
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    • 2016
  • Because of the enormous processing ability, General-Purpose Graphics Processing Unit(GPGPU) has been applied to many fields including electronics design automation. The SAT algorithm is one of the core algorithm in many electronics design automation tools. There has been some efforts to apply GPGPU to the SAT algorithm, but it is difficult to parallelize the SAT algorithm because of its characteristics. In this paper, I applied GPGPU to the SAT algorithm by parallelizing the propagation routine that is relatively suitable to parallel processing. On the basis of the similarity of the propagation routine to the sparse matrix multiplication, the data structure for the SAT problem is constituted, and the parallel propagation routine is described. To prevent data loss between paralllel threads, atomic operations are exploited. The experimental results for some benchmark SAT problems show that the proposed algorithm is superior to the previous GPGPU-based SAT solver.