GauS: Differenzierbare Operatorenschedulierung mit Gaußscher Reparametrisierung
Die effiziente Planung von Operatoren ist ein zentrales Problem in der Softwarekompilierung und der Hardware‑Synthese. Traditionelle Verfahren wie exakte Solver oder heuristische Ansätze werden zunehmend durch differenz…
- Die effiziente Planung von Operatoren ist ein zentrales Problem in der Softwarekompilierung und der Hardware‑Synthese.
- Traditionelle Verfahren wie exakte Solver oder heuristische Ansätze werden zunehmend durch differenzierbare Methoden ersetzt, die auf gradientsuchbasierten Optimierungen…
- Allerdings nutzen viele dieser neuen Ansätze kategoriale Wahrscheinlichkeitsverteilungen, die die zeitliche Ordnung nicht adäquat abbilden können.
Die effiziente Planung von Operatoren ist ein zentrales Problem in der Softwarekompilierung und der Hardware‑Synthese. Traditionelle Verfahren wie exakte Solver oder heuristische Ansätze werden zunehmend durch differenzierbare Methoden ersetzt, die auf gradientsuchbasierten Optimierungen beruhen.
Allerdings nutzen viele dieser neuen Ansätze kategoriale Wahrscheinlichkeitsverteilungen, die die zeitliche Ordnung nicht adäquat abbilden können. Zudem wächst der Parameterraum mit der Problemgröße exponentiell, was die Skalierbarkeit stark einschränkt.
GauS löst diese Probleme, indem es die Operatorenschedulierung als stochastische Relaxation mit Gaußschen Verteilungen modelliert. Durch die Darstellung von Zeitplänen als kontinuierliche Gaußvariablen erfasst das Verfahren die ordinalen Eigenschaften der Zeit exakt und reduziert den Optimierungsraum um mehrere Größenordnungen. Gleichzeitig kann GauS die Rechenleistung moderner GPUs voll ausnutzen.
Die Methode ist äußerst flexibel und erlaubt die Einbindung verschiedener Zielsetzungen und Nebenbedingungen. Damit stellt GauS die erste differenzierbare Formulierung für das komplexe, pipelined Scheduling dar. In umfangreichen Benchmarks hat GauS gezeigt, dass es Pareto‑optimale Ergebnisse liefert und damit einen bedeutenden Fortschritt in der automatisierten Operatorenschedulierung darstellt.
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