ANNS(Approximate Nearest Neighbor Search)는 벡터 데이터베이스의 핵심 연산이며, HNSW-PQ는 높은 재현율과 낮은 지연 시간 사이의 균형을 컴팩트한 메모리 사용량으로 제공한다. 하지만 HNSW-PQ는 PQ 거리 ...

http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
ANNS(Approximate Nearest Neighbor Search)는 벡터 데이터베이스의 핵심 연산이며, HNSW-PQ는 높은 재현율과 낮은 지연 시간 사이의 균형을 컴팩트한 메모리 사용량으로 제공한다. 하지만 HNSW-PQ는 PQ 거리 ...
ANNS(Approximate Nearest Neighbor Search)는 벡터 데이터베이스의 핵심 연산이며, HNSW-PQ는 높은 재현율과 낮은 지연 시간 사이의 균형을 컴팩트한 메모리 사용량으로 제공한다. 하지만 HNSW-PQ는 PQ 거리 계산 과정에서 질의에 따라 달라지는 LUT를 매우 세밀하게 반복 조회하고 PQ 코드를 자주 가져와야 하여서, 전체 성능이 메모리 대역폭에 의해 제한되는 경우가 많다. 본 연구는 FALA 스타일의 PIM 프리미티브를 활용해 LUT 값 수집과 거리 누적을 HBM-PIM으로 오프로딩함으로써 HNSW-PQ를 가속한다.
제안 기법은 질의 LUT를 메모리에 고정(pinning)하고 PQ 거리 계산을 배치로 처리하며, all-bank gather 커멘드와 스케줄링을 통해 병렬성을 활용하여 커맨드 오버헤드를 줄인다. Ramulator 기반 HBM2 모델에서 BIGANN/TexMex의 SIFT 데이터셋으로 평가한 결과, 제안 기법은 SIFT1M에서 최대 2.39x, SIFT10M에서 최대 2.42x의 사이클 감소를 보였다. 또한 커맨드 트레이스 기반의 IDD 에너지 분석을 통해, 제안하는 COLLECT 기반 설계가 READ-only baseline 대비 DRAM 에너지를 최대 1.46x 절감함을 보였다.
다국어 초록 (Multilingual Abstract)
Approximate nearest neighbor search (ANNS) is a key primitive in vector databases, and HNSW-PQ provides a good recall--latency trade-off with compact memory usage. However, HNSW-PQ is often memory-bound: PQ distance evaluation requires many fine-grain...
Approximate nearest neighbor search (ANNS) is a key primitive in vector databases, and HNSW-PQ provides a good recall--latency trade-off with compact memory usage. However, HNSW-PQ is often memory-bound: PQ distance evaluation requires many fine-grained LUT reads and PQ-code fetches. We accelerate HNSW-PQ on HBM-PIM by offloading LUT gathering and distance accumulation to PIM using FALA-style primitives, while keeping the original FAISS-CPU HNSW search logic unchanged.
Our design pins the query LUT in memory, batches PQ distance computations, and uses an all-bank gather schedule to exploit bank-level parallelism and reduce command/activation overhead. Using a Ramulator-based HBM2 model with the BIGANN/TexMex SIFT datasets, our design achieves up to 2.39x cycle reduction on SIFT1M and 2.42x on SIFT10M compared with READ-only naive PIM LUT fetch baseline execution. An IDD-based energy analysis over command traces shows that our COLLECT-based designs reduce DRAM energy by up to 1.46x versus a READ-only baseline.
목차 (Table of Contents)