The Lanczos algorithm has proven itself to be a valuable matrix eigensolver for problems with large dimensions, up to hundreds of millions or even tens of billions. The computational cost of using any Lanczos algorithm is dominated by the number of sparse matrix-vector multiplications until suitable convergence is reached. Block Lanczos replaces sparse matrix-vector multiplication with sparse matrix-matrix multiplication, which is more efficient, but for a randomly chosen starting block (or pivot), more multiplications are required to reach convergence. We find that a bootstrapped pivot block, that is, an initial block constructed from approximate eigenvectors computed in a truncated space, leads to a dramatically reduced number of multiplications, significantly outperforming both standard vector Lanczos and block Lanczos with a random pivot. A key condition for speed-up is that the pivot block have a non-trivial overlap with the final converged vectors. We implement this approach in a configuration-interaction code for nuclear structure, and find a reduction in time-to-solution by a factor of two or more, up to a factor of ten.


翻译:Lanczos 算法已证明自己是大尺寸问题的宝贵矩阵解脱器, 高达亿亿甚至数千亿。 使用任何 Lanczos 算法的计算成本, 主要是在达到适当趋同之前, 稀少的矩阵- 矢量乘数数量。 Lanczos 块用稀少的矩阵- 矢量乘数取代稀少的矩阵- 矢量乘数, 其效率更高, 但对于随机选择的起始区块( 或点) 来说, 需要更多乘数才能达到趋同。 我们发现, 螺旋支架式的螺旋体块, 也就是从一个在快速空间计算出的近似源数的源头块, 导致急剧减少倍增数, 大大超过标准矢量 Lanczos 和 Lanczos 块的倍增法。 加速度的一个关键条件是, Pivot 区块与最终趋同的矢量带有非三重重叠。 我们发现, 在一个配置- 间动作代码中采用这个方法, 并用两个或更深层的分解成一个系数, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年3月24日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员