포커스 세션: 멀티모달 파운데이션 모델 가속화를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 기술

본 연구는 멀티모달 파운데이션 모델 (MFMs) 을 효율적으로 가속화하기 위한 다층적 방법론을 제시합니다. 이는 트랜스포머 블록의 하드웨어 및 소프트웨어 공동 설계와 계산 요구사항 및 메모리 요구사항을 줄이는 최적화 파이프라인을 결합합니다. 모델 개발 단계에서는 도메인별 적응을 위한 미세 조정 (fine-tuning) 을 통해 성능 향상을 적용합니다. 본 방법론은 또한 MFMs 를 최적화하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 추가로 포함합니다. 구체적으로, 트랜스포머 블록 및 MLP 채널에 대한 계층 인식 혼합 정밀도 양자화 (hierarchy-aware mixed-precision quantization) 와 구조적 가지치기 (structural pruning) 를 사용하여 MFM 압축을 수행합니다. 또한, 작은 모델에서 큰 모델로 쿼리를 라우팅하는 모델 캐스케이드 (model cascading) 와 경량 자체 테스트 (lightweight self-tests) 를 사용하여 더 큰 모델로 에스컬레이션할 시점을 결정하고, 시퀀스 길이, 시각적 해상도 및 스트라이드, 그래프 레벨 오퍼레이터 퓨전 (graph-level operator fusion) 의 공동 최적화를 통해 연산을 최적화합니다. 모델을 효율적으로 실행하기 위해 메모리 효율적인 주의력 메커니즘 (memory-efficient attention) 과 함께 기본 하드웨어 아키텍처에 기반한 처리 데이터플로우 (processing dataflow) 를 최적화하여 온칩 대역폭 및 지연 시간 예산을 충족시킵니다. 이를 지원하기 위해 트랜스포머 워크로드를 위한 전용 하드웨어 가속기를 사용하며, 이는 전문가 설계 또는 LLM 보조 설계 방식을 통해 개발할 수 있습니다. 제안된 방법론의 효과성을 의료용 MFM 과 코드 생성 작업에서 입증하고, 에너지 효율적인 스파이킹 MFM 으로 확장하는 내용을 결론으로 제시합니다.