MERCI: Efficient Embedding Reduction on Commodity Hardware via Sub-query Memoization

Merci打包方案

  • 1 超图划分

将所有的数据划分为等大小的子图,降低打包数量。面临的问题:现有算法生成的子图都是固定大小,浪费空间;

  • 2 设计关系感知的可变聚类方案

开始的时候给每个元素一个cluster,然后进行合并。合并的理由是这合并聚类后的Benefit大于Cost。

具体来说:

  • Cost:由于Cluster中所有的特征都要打包,所以其打包的空间开销为:
image.png

所以可以计算出Cluster-A与Cluster-B打包后内存增加量为:

image.png
  • Benefit:如下图,q1~q4是每一个推理sample的访问,其中f为每个访问中的vector。
image.png

其中I1代表:f1出现在q2,q3中,所以I1 = {q2,q3};即f1出现在了哪个访问中;

第三步,将I1与I3合并(现在I1就是C1,C1目前只包括f1一个元素)的Benefit为2(有两次查询都会用到q2,q3,即原来要对q2,q3做两次操作,现在就做1次就行)

第四步,合并f1与f2,即I1,3。

image.png

这里可以理解为:把f1与f2同时打包,对q1,q2,q3都有好处(单个出现的情况也算)。

最后这里使用benefit-cost ratio:

image.png

预处理操作

1 来一个query,需要定位这些Vector属于哪个cluster,所以需要建立map;

2 建立Table索引

image.png

操作一:

  • 将相同size的cluster打包成一个cluster

  • 重新给每个Vector标记ID;

操作二:

  • remap结束后,需要给每个cluster建立table索引,一个Cluster需要这么多内容:
image.png
  • memoization table是一个2维数组,存储了R个向量;
image.png

具体步骤

  • 1 对每个Cluster生成所有的打包组合;

  • 2 使用one-hot格式对vector进行编码;

  • 3 二进制对应的十进制的值-1(去掉空集);

此外再维护一个table表来标识每个group的索引;

对于查询操作:

image.png
  • 1 找到vector对应的cluster组:这里是以7为例子。

首先比较Group的First id后,发现7属于Group 1 。之后通过(feature ID - group first ID) / csize计算出7属于第1组的那个cluster:

image.png

此时我们想得到7+9的结果,怎么做呢?

image.png
image.png

这里可以理解为用Cluster的offset + 这个数据在这个Cluster的具体位置。

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