Tree-based Genetic Programming (TGP) is a widely used evolutionary algorithm for tasks such as symbolic regression, classification, and robotic control. Due to the intensive computational demands of running TGP, GPU acceleration is crucial for achieving scalable performance. However, efficient GPU-based execution of TGP remains challenging, primarily due to three core issues: (1) the structural heterogeneity of program individuals, (2) the complexity of integrating multiple levels of parallelism, and (3) the incompatibility between high-performance CUDA execution and flexible Python-based environments. To address these issues, we propose EvoGP, a high-performance framework tailored for GPU acceleration of TGP via population-level parallel execution. First, EvoGP introduces a tensorized representation that encodes variable-sized trees into fixed-shape, memory-aligned arrays, enabling uniform memory access and parallel computation across diverse individuals. Second, EvoGP adopts an adaptive parallelism strategy that dynamically combines intra- and inter-individual parallelism based on dataset size, ensuring high GPU utilization across a broad spectrum of tasks. Third, EvoGP embeds custom CUDA kernels into the PyTorch runtime, achieving seamless integration with Python-based environments such as Gym, MuJoCo, Brax, and Genesis. Experiments show that EvoGP attains a peak throughput exceeding $10^{11}$ GPops/s, with speedups of up to $528\times$ over GPU-based TGP implementations and $18\times$ over the fastest CPU-based libraries, while maintaining comparable accuracy and improved scalability across large population sizes. EvoGP is open source and accessible at: https://github.com/EMI-Group/evogp.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
73+阅读 · 2018年12月22日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员