論文の概要: FlashDecoding++: Faster Large Language Model Inference on GPUs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01282v1
- Date: Thu, 2 Nov 2023 14:57:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-03 13:12:23.776535
- Title: FlashDecoding++: Faster Large Language Model Inference on GPUs
- Title（参考訳）: FlashDecoding++:GPU上での高速な大規模言語モデル推論
- Authors: Ke Hong, Guohao Dai, Jiaming Xu, Qiuli Mao, Xiuhong Li, Jun Liu,
Kangdi Chen, Hanyu Dong, Yu Wang
- Abstract要約: 本稿では,主要なLarge Language Model(LLM)推論をサポートする高速推論エンジンであるFlashDecoding++を紹介する。
上記の課題に対処するため、FlashDecoding++は、異なる部分的ソフトマックス計算のための統一された最大値技術を導入した。
FlashDecoding++はNVIDIAとAMDの両方のGPUで最大4.86倍と2.18倍のスピードアップを達成できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.135673706251202
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: As the Large Language Model (LLM) becomes increasingly important in various
domains. However, the following challenges still remain unsolved in
accelerating LLM inference: (1) Synchronized partial softmax update. The
softmax operation requires a synchronized update operation among each partial
softmax result, leading to ~20% overheads for the attention computation in
LLMs. (2) Under-utilized computation of flat GEMM. The shape of matrices
performing GEMM in LLM inference is flat, leading to under-utilized computation
and >50% performance loss after padding zeros in previous designs. (3)
Performance loss due to static dataflow. Kernel performance in LLM depends on
varied input data features, hardware configurations, etc. A single and static
dataflow may lead to a 50.25% performance loss for GEMMs of different shapes in
LLM inference.
We present FlashDecoding++, a fast LLM inference engine supporting mainstream
LLMs and hardware back-ends. To tackle the above challenges, FlashDecoding++
creatively proposes: (1) Asynchronized softmax with unified max value.
FlashDecoding++ introduces a unified max value technique for different partial
softmax computations to avoid synchronization. (2) Flat GEMM optimization with
double buffering. FlashDecoding++ points out that flat GEMMs with different
shapes face varied bottlenecks. Then, techniques like double buffering are
introduced. (3) Heuristic dataflow with hardware resource adaptation.
FlashDecoding++ heuristically optimizes dataflow using different hardware
resource considering input dynamics. Due to the versatility of optimizations in
FlashDecoding++, FlashDecoding++ can achieve up to 4.86x and 2.18x speedup on
both NVIDIA and AMD GPUs compared to Hugging Face implementations.
FlashDecoding++ also achieves an average speedup of 1.37x compared to
state-of-the-art LLM inference engines on mainstream LLMs.
- Abstract（参考訳）: 大規模言語モデル(LLM)が様々な領域でますます重要になっている。
しかし, LLM推論の高速化には, 1) 同期部分ソフトマックス更新という課題がまだ未解決である。
ソフトマックス演算は、各部分ソフトマックス結果間の同期更新操作を必要とし、LLMにおける注意計算のオーバーヘッドはおよそ20%である。
2)フラットGEMMのアンダーユース計算
LLM推論でGEMMを行う行列の形状は平坦であり、従来の設計ではゼロをパッドした後に計算が未使用となり、50%以上の性能損失が生じる。
(3)静的データフローによるパフォーマンス損失。
LLMのカーネル性能は、様々な入力データ機能、ハードウェア構成などに依存する。
単一かつ静的なデータフローは、LLM推論において異なる形状のGEMMに対して50.25%のパフォーマンス損失をもたらす可能性がある。
メインストリームLLMとハードウェアバックエンドをサポートする高速LLM推論エンジンであるFlashDecoding++を紹介する。
上記の課題に対処するため、FlashDecoding++は次のように創造的に提案している。
flashdecoding++は、同期を避けるために、異なる部分ソフトマックス計算のための統一されたmax値技術を導入する。
2) ダブルバッファリングによるフラットGEMM最適化
FlashDecoding++は、形状の異なるフラットなGEMMがボトルネックに直面していることを指摘している。
次に,ダブルバッファリングなどの手法を導入する。
(3)ハードウェアリソース適応によるヒューリスティックデータフロー
FlashDecoding++は入力ダイナミクスを考慮して異なるハードウェアリソースを使用してデータフローをヒューリスティックに最適化する。
flashdecoding++の最適化が多岐にわたるため、flashdecoding++はnvidiaとamdの両方のgpuで最大4.86倍と2.18倍のスピードアップを達成できる。
FlashDecoding++は、主流のLLM上の最先端のLLM推論エンジンと比較して平均1.37倍の高速化を実現している。
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