J 2018

Efficient sparse matrix-delayed vector multiplication for discretized neural field model

FOUSEK, Jan

Základní údaje

Originální název

Efficient sparse matrix-delayed vector multiplication for discretized neural field model

Autoři

FOUSEK, Jan (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

The Journal of Supercomputing, Springer US, 2018, 0920-8542

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 2.157

Kód RIV

RIV/00216224:14610/18:00102136

Organizační jednotka

Ústav výpočetní techniky

UT WoS

000430412400005

Klíčová slova anglicky

Neural field;Sparse matrix;SpMV;Delay differential equations;Data locality

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 24. 1. 2019 16:02, Mgr. Alena Mokrá

Anotace

V originále

Computational models of the human brain provide an important tool for studying the principles behind brain function and disease. To achieve whole-brain simulation, models are formulated at the level of neuronal populations as systems of delayed differential equations. In this paper, we show that the integration of large systems of sparsely connected neural masses is similar to well-studied sparse matrix-vector multiplication; however, due to delayed contributions, it differs in the data access pattern to the vectors. To improve data locality, we propose a combination of node reordering and tiled schedules derived from the connectivity matrix of the particular system, which allows performing multiple integration steps within a tile. We present two schedules: with a serial processing of the tiles and one allowing for parallel processing of the tiles. We evaluate the presented schedules showing speedup up to 2x on single-socket CPU, and 1.25x on Xeon Phi accelerator.

Návaznosti

EF16_013/0001802, projekt VaV
Název: CERIT Scientific Cloud
MUNI/A/0897/2016, interní kód MU
Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace VI.
Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace VI., DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty