Communication Lower Bounds and Optimal Algorithms for Multiple Tensor-Times-Matrix Computation

计算 算法 基质(化学分析) 张量(固有定义) 计算机科学 数学 纯数学 复合材料 材料科学
作者
Hussam Al Daas,Grey Ballard,Laura Grigori,Suraj Kumar,Kathryn Rouse
出处
期刊:SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:45 (1): 450-477 被引量:1
标识
DOI:10.1137/22m1510443
摘要

.Multiple tensor-times-matrix (Multi-TTM) is a key computation in algorithms for computing and operating with the Tucker tensor decomposition, which is frequently used in multidimensional data analysis. We establish communication lower bounds that determine how much data movement is required (under mild conditions) to perform the Multi-TTM computation in parallel. The crux of the proof relies on analytically solving a constrained, nonlinear optimization problem. We also present a parallel algorithm to perform this computation that organizes the processors into a logical grid with twice as many modes as the input tensor. We show that, with correct choices of grid dimensions, the communication cost of the algorithm attains the lower bounds and is therefore communication optimal. Finally, we show that our algorithm can significantly reduce communication compared to the straightforward approach of expressing the computation as a sequence of tensor-times-matrix operations when the input and output tensors vary greatly in size.Keywordscommunication lower boundsMulti-TTMtensor computationsparallel algorithmsHBL-inequalitiesMSC codes15A6968Q1768Q2568W1068W1568W40
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
Cecilia发布了新的文献求助10
5秒前
思源应助要减肥采纳,获得10
6秒前
隐形问芙发布了新的文献求助30
7秒前
孙季沅完成签到,获得积分10
7秒前
lruen7发布了新的文献求助10
9秒前
田国兵发布了新的文献求助10
9秒前
11132313123完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小黑驴完成签到 ,获得积分10
11秒前
Ava应助hbkj采纳,获得10
13秒前
14秒前
华仔应助张晨采纳,获得10
16秒前
17秒前
heydududu发布了新的文献求助10
19秒前
充电宝应助闪闪的熠彤采纳,获得10
19秒前
默默莫莫完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
松山文女士完成签到 ,获得积分10
21秒前
在水一方应助Tashanzhishi采纳,获得10
21秒前
22秒前
离言完成签到,获得积分10
22秒前
科研通AI6.4应助lruen7采纳,获得10
23秒前
丁驰完成签到,获得积分10
23秒前
JZ133发布了新的文献求助10
23秒前
生技BT完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
搜集达人应助你好采纳,获得10
25秒前
叮叮当当当完成签到 ,获得积分10
27秒前
踏实的兔子完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7221256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8850938
关于积分的说明 18677404
捐赠科研通 6879429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3186971
关于科研通互助平台的介绍 2350858
邀请新用户注册赠送积分活动 2161174