論文の概要: Optimizing Memory Mapping Using Deep Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07440v2
• Date: Tue, 17 Oct 2023 09:53:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-18 22:02:27.642782
• Title: Optimizing Memory Mapping Using Deep Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: 深層強化学習によるメモリマッピングの最適化
• Authors: Pengming Wang, Mikita Sazanovich, Berkin Ilbeyi, Phitchaya Mangpo Phothilimthana, Manish Purohit, Han Yang Tay, Ng\^an V\~u, Miaosen Wang, Cosmin Paduraru, Edouard Leurent, Anton Zhernov, Po-Sen Huang, Julian Schrittwieser, Thomas Hubert, Robert Tung, Paula Kurylowicz, Kieran Milan, Oriol Vinyals and Daniel J. Mankowitz
• Abstract要約: 本稿では,機械学習プログラムのコンパイル中に発生するメモリマッピング問題に焦点をあてる。 本稿では,強化学習を用いたメモリマッピング問題の解法を提案する。 また、Reinforcement Learning AgentであるmalocMuZeroを導入し、このゲームで新しい改良されたメモリマッピングソリューションを見つけることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.48627805378257
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Resource scheduling and allocation is a critical component of many high impact systems ranging from congestion control to cloud computing. Finding more optimal solutions to these problems often has significant impact on resource and time savings, reducing device wear-and-tear, and even potentially improving carbon emissions. In this paper, we focus on a specific instance of a scheduling problem, namely the memory mapping problem that occurs during compilation of machine learning programs: That is, mapping tensors to different memory layers to optimize execution time. We introduce an approach for solving the memory mapping problem using Reinforcement Learning. RL is a solution paradigm well-suited for sequential decision making problems that are amenable to planning, and combinatorial search spaces with high-dimensional data inputs. We formulate the problem as a single-player game, which we call the mallocGame, such that high-reward trajectories of the game correspond to efficient memory mappings on the target hardware. We also introduce a Reinforcement Learning agent, mallocMuZero, and show that it is capable of playing this game to discover new and improved memory mapping solutions that lead to faster execution times on real ML workloads on ML accelerators. We compare the performance of mallocMuZero to the default solver used by the Accelerated Linear Algebra (XLA) compiler on a benchmark of realistic ML workloads. In addition, we show that mallocMuZero is capable of improving the execution time of the recently published AlphaTensor matrix multiplication model.
• Abstract（参考訳）: 資源のスケジューリングと割り当ては、混雑制御からクラウドコンピューティングまで、多くの高負荷システムの重要なコンポーネントである。 これらの問題に対するより最適な解決策を見つけることは、しばしば資源と時間の節約に重大な影響を与える。 本稿では,スケジューリング問題,すなわち,機械学習プログラムのコンパイル中に発生するメモリマッピング問題,すなわち,テンソルを異なるメモリ層にマッピングして実行時間を最適化する特定の事例に焦点を当てる。 本稿では,強化学習を用いたメモリマッピング問題の解法を提案する。 rlは、計画に適した逐次的意思決定問題や、高次元データ入力を持つ組合せ探索空間に適したソリューションパラダイムである。 そこで我々は,この問題をmallocGameと呼ぶ単一プレイヤーゲームとして定式化し,ゲームの高軌道がターゲットハードウェア上の効率的なメモリマッピングに対応するようにした。 また、Reinforcement LearningエージェントであるmalocMuZeroを導入し、このゲームをプレイすることで、MLアクセラレータ上での実際のMLワークロードの実行時間の短縮につながる、新しい改善されたメモリマッピングソリューションを見つけることができることを示す。 実際のMLワークロードのベンチマークで,malocMuZeroのパフォーマンスを,Accelerated Linear Algebra (XLA)コンパイラが使用しているデフォルトのソルバと比較した。 さらに、mallocmuzero は、最近発表された alphatensor matrix multiplication model の実行時間を改善することができることを示した。

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