論文の概要: Ripple: Accelerating LLM Inference on Smartphones with Correlation-Aware Neuron Management

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.19274v2
• Date: Tue, 29 Oct 2024 17:33:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:41:31.739881
• Title: Ripple: Accelerating LLM Inference on Smartphones with Correlation-Aware Neuron Management
• Title（参考訳）: Ripple: 相関対応ニューロン管理によるスマートフォン上でのLCM推論の高速化
• Authors: Tuowei Wang, Ruwen Fan, Minxing Huang, Zixu Hao, Kun Li, Ting Cao, Youyou Lu, Yaoxue Zhang, Ju Ren,
• Abstract要約: 大規模言語モデル(LLM)は、さまざまな領域で大きな成功を収めていますが、モバイルデバイスにデプロイすることは難しい課題です。 我々は、フラッシュメモリにおけるニューロン配置を最適化することにより、スマートフォン上でのLSM推論を高速化する新しいアプローチであるRippleを提案する。 私たちは、Rippleが最先端と比較して最大5.93倍のI/Oレイテンシ改善を実現していることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.908079935647073
• License:
• Abstract: Large Language Models (LLMs) have achieved remarkable success across various domains, yet deploying them on mobile devices remains an arduous challenge due to their extensive computational and memory demands. While lightweight LLMs have been developed to fit mobile environments, they suffer from degraded model accuracy. In contrast, sparsity-based techniques minimize DRAM usage by selectively transferring only relevant neurons to DRAM while retaining the full model in external storage, such as flash. However, such approaches are critically limited by numerous I/O operations, particularly on smartphones with severe IOPS constraints. In this paper, we propose Ripple, a novel approach that accelerates LLM inference on smartphones by optimizing neuron placement in flash memory. Ripple leverages the concept of Neuron Co-Activation, where neurons frequently activated together are linked to facilitate continuous read access and optimize data transfer efficiency. Our approach incorporates a two-stage solution: an offline stage that reorganizes neuron placement based on co-activation patterns, and an online stage that employs tailored data access and caching strategies to align well with hardware characteristics. Evaluations conducted on a variety of smartphones and LLMs demonstrate that Ripple achieves up to 5.93x improvements in I/O latency compared to the state-of-the-art. As the first solution to optimize storage placement under sparsity, Ripple explores a new optimization space at the intersection of sparsity-driven algorithm and storage-level system co-design in LLM inference.
• Abstract（参考訳）: 大規模言語モデル(LLM)は、さまざまな領域で大きな成功を収めていますが、計算とメモリの要求が大きいため、モバイルデバイスにそれらをデプロイすることは難しい課題です。 モバイル環境に適合する軽量LCMが開発されているが、モデル精度の劣化に悩まされている。 対照的に、スパーシティベースの技術は、フラッシュのような外部ストレージの完全なモデルを維持しながら、関連するニューロンのみをDRAMに選択的に転送することで、DRAMの使用を最小化する。 しかし、このようなアプローチは多くのI/O操作、特に厳格なIOPS制約のあるスマートフォンでは、非常に制限されている。 本稿では,フラッシュメモリにおけるニューロン配置を最適化することにより,スマートフォン上でのLCM推論を高速化する新しいアプローチであるRippleを提案する。 Rippleはニューロンのコアクティベーションという概念を活用して、頻繁に活性化されるニューロンをリンクして、継続的な読み取りアクセスを促進し、データ転送効率を最適化する。 このアプローチには、コアクティベーションパターンに基づいたニューロン配置を再編成するオフラインステージと、カスタマイズされたデータアクセスとキャッシュ戦略を使用してハードウェア特性と整合するオンラインステージという、2段階のソリューションが組み込まれています。 さまざまなスマートフォンやLDMで実施された評価では、Rippleは最先端技術と比較して最大5.93倍のI/Oレイテンシ向上を実現している。 空間性を考慮したストレージ配置を最適化する最初のソリューションとして、Ripple氏は、空間性駆動アルゴリズムとLLM推論におけるストレージレベルのシステム共設計の交差点で、新しい最適化空間を探求している。

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