PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Nature· 2022Q1

Pekiştirmeli öğrenme ile daha hızlı matris çarpımı algoritmaları keşfetmek

Discovering faster matrix multiplication algorithms with reinforcement learning

Alhussein Fawzi, Matej Balog, Aja Huang, Thomas Hubert ve diğerleri

Kısa özet

AlphaTensor adlı derin pekiştirmeli öğrenme ajanı, birçok matris boyutu için en gelişmiş karmaşıklığı aşan yeni matris çarpımı algoritmaları keşfetti; özellikle 4x4 matrisler için bir atılım gerçekleştirdi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Pekiştirmeli öğrenme ajanı AlphaTensor, yeni matris çarpımı algoritmaları keşfetti.
  • Çeşitli matris boyutları için en gelişmiş karmaşıklığı elde etti.
  • 4x4 matrisler için bulunan yeni bir algoritma, 50 yıllık Strassen yöntemini geride bıraktı.
  • Ajan, algoritmaları belirli donanımlar ve yapılandırılmış çarpım için optimize edebiliyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Improving the efficiency of algorithms for fundamental computations can have a widespread impact, as it can affect the overall speed of a large amount of computations. Matrix multiplication is one such primitive task, occurring in many systems—from neural networks to scientific computing routines. The automatic discovery of algorithms using machine learning offers the prospect of reaching beyond human intuition and outperforming the current best human-designed algorithms. However, automating the algorithm discovery procedure is intricate, as the space of possible algorithms is enormous. Here we report a deep reinforcement learning approach based on AlphaZero 1 for discovering efficient and provably correct algorithms for the multiplication of arbitrary matrices. Our agent, AlphaTensor, is trained to play a single-player game where the objective is finding tensor decompositions within a finite factor space. AlphaTensor discovered algorithms that outperform the state-of-the-art complexity for many matrix sizes. Particularly relevant is the case of 4 × 4 matrices in a finite field, where AlphaTensor’s algorithm improves on Strassen’s two-level algorithm for the first time, to our knowledge, since its discovery 50 years ago 2 . We further showcase the flexibility of AlphaTensor through different use-cases: algorithms with state-of-the-art complexity for structured matrix multiplication and improved practical efficiency by optimizing matrix multiplication for runtime on specific hardware. Our results highlight AlphaTensor’s ability to accelerate the process of algorithmic discovery on a range of problems, and to optimize for different criteria.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Nature, 2022 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Hesaplamalı Matematik

Computational MathematicsMathematics