Neural information retrieval (IR) systems have progressed rapidly in recent years, in large part due to the release of publicly available benchmarking tasks. Unfortunately, some dimensions of this progress are illusory: the majority of the popular IR benchmarks today focus exclusively on downstream task accuracy and thus conceal the costs incurred by systems that trade away efficiency for quality. Latency, hardware cost, and other efficiency considerations are paramount to the deployment of IR systems in user-facing settings. We propose that IR benchmarks structure their evaluation methodology to include not only metrics of accuracy, but also efficiency considerations such as a query latency and the corresponding cost budget for a reproducible hardware setting. For the popular IR benchmarks MS MARCO and XOR-TyDi, we show how the best choice of IR system varies according to how these efficiency considerations are chosen and weighed. We hope that future benchmarks will adopt these guidelines toward more holistic IR evaluation.

最近，几种密集的检索（DR）模型已经证明了在搜索系统中无处不在的基于术语的检索的竞争性能。与基于术语的匹配相反，DR将查询和文档投影到密集的矢量空间中，并通过（大约）最近的邻居搜索检索结果。部署新系统（例如DR）不可避免地涉及其性能方面的权衡。通常，建立的检索系统按照效率和成本（例如查询延迟，索引吞吐量或存储要求）对其进行了良好的理解。在这项工作中，我们提出了一个具有一组标准的框架，这些框架超出了简单的有效性措施，可以彻底比较两个检索系统，并明确目标是评估一个系统的准备就绪，以取代另一个系统。这包括有效性和各种成本因素之间的仔细权衡考虑。此外，我们描述了护栏标准，因为即使是平均而言更好的系统，也可能会对少数查询产生系统性故障。护栏检查某些查询特性和新型故障类型的故障，这些故障仅在密集检索系统中才有可能。我们在网络排名方案上演示了我们的决策框架。在这种情况下，最先进的DR模型的结果令人惊讶，不仅是平均表现，而且通过一系列广泛的护栏测试，表现出不同的查询特性，词汇匹配，概括和回归次数的稳健性。无法预测将来博士是否会变得无处不在，但是这是一种可能的方法是通过重复应用决策过程（例如此处介绍的过程）。

本文概述了了解信息检索和自然语言处理中最近的发展的概念框架，试图集成密集和稀疏检索方法。我提出了一种代表性方法，将核心文本检索问题与逻辑评分模型和物理检索模型中断。评分模型在编码器方面定义，将查询和文档映射到代表空间，以及计算查询文档分数的比较函数。物理检索模型定义了系统如何从关于查询的任意大语料库产生顶级k $ Scoring文档。分别沿两个维度进一步分析得分模型：密集与稀疏表示和监督（学习）与无监督的方法。我展示了许多最近提出的检索方法，包括多级排名设计，可以看作是本框架中的不同参数化，并且统一视图表明了许多开放的研究问题，为未来的工作提供了路线图。作为奖金，这种概念框架在计算时建立了与自然语言处理和信息访问“技术”中的句子相似任务的连接。

在根据多个硬件和软件测试方案的原因评估IR模型时，通常会忽略潜伏期和效率问题。然而，效率是此类系统的重要组成部分，不应被忽视。在本文中，我们专注于提高SPLADE模型的效率，因为它已经在TREC收集方面取得了最新的零击性能和竞争成果。可以通过正则化因子来控制SPADE效率，但仅控制这种正则化的效率不够有效。为了减少Splade和传统检索系统之间的延迟差距，我们提出了几种技术，包括查询的L1正则化，文档/查询编码器的分离，由FLOPS进行了调节的中间训练以及使用更快的查询编码器的使用。我们的基准表明，我们可以大大提高这些模型的效率，同时增加对内域数据的性能指标。据我们所知，{我们提出了第一个神经模型，在相同的计算约束下，\ textit {实现与传统bm25}相似的延迟（小于4ms差异），而具有\ textit {相似的性能（小于10 \％MRR） @10减少）}作为最新的单阶段神经排名者在域中数据}。

神经信息检索（IR）具有极大的搜索和其他知识密集型语言任务。虽然许多神经IR方法将查询和文档编码为单载表示，但后期交互模型在每个令牌的粒度下产生多向量表示，并将相关性建模分解为可伸缩的令牌级计算。这种分解已被证明可以使迟到的交互更有效，但它以幅度的数量级膨胀这些模型的空间占地面积。在这项工作中，我们介绍了Colbertv2，这是一种猎犬，其与去噪的监督策略相结合的侵略性的残余压缩机制，同时提高晚期互动的质量和空间足迹。我们在各种基准中评估COLBertv2，在培训域内和外部建立最先进的质量，同时减少了晚期互动模型的空间足迹5-8 $ \ times $。

比较不同的汽车框架是具有挑战性的，并且经常做错了。我们引入了一个开放且可扩展的基准测试，该基准遵循最佳实践，并在比较自动框架时避免常见错误。我们对71个分类和33项回归任务进行了9个著名的自动框架进行了详尽的比较。通过多面分析，评估模型的准确性，与推理时间的权衡以及框架失败，探索了自动框架之间的差异。我们还使用Bradley-terry树来发现相对自动框架排名不同的任务子集。基准配备了一个开源工具，该工具与许多自动框架集成并自动化经验评估过程端到端：从框架安装和资源分配到深入评估。基准测试使用公共数据集，可以轻松地使用其他Automl框架和任务扩展，并且具有最新结果的网站。

Recent progress in Natural Language Understanding (NLU) is driving fast-paced advances in Information Retrieval (IR), largely owed to ne-tuning deep language models (LMs) for document ranking.While remarkably e ective, the ranking models based on these LMs increase computational cost by orders of magnitude over prior approaches, particularly as they must feed each query-document pair through a massive neural network to compute a single relevance score. To tackle this, we present ColBERT, a novel ranking model that adapts deep LMs (in particular, BERT) for e cient retrieval. ColBERT introduces a late interaction architecture that independently encodes the query and the document using BERT and then employs a cheap yet powerful interaction step that models their ne-grained similarity. By delaying and yet retaining this negranular interaction, ColBERT can leverage the expressiveness of deep LMs while simultaneously gaining the ability to pre-compute document representations o ine, considerably speeding up query processing. Beyond reducing the cost of re-ranking the documents retrieved by a traditional model, ColBERT's pruning-friendly interaction mechanism enables leveraging vector-similarity indexes for end-to-end retrieval directly from a large document collection. We extensively evaluate ColBERT using two recent passage search datasets. Results show that ColBERT's e ectiveness is competitive with existing BERT-based models (and outperforms every non-BERT baseline), while executing two orders-of-magnitude faster and requiring four orders-of-magnitude fewer FLOPs per query.

Accurate reporting of energy and carbon usage is essential for understanding the potential climate impacts of machine learning research. We introduce a framework that makes this easier by providing a simple interface for tracking realtime energy consumption and carbon emissions, as well as generating standardized online appendices. Utilizing this framework, we create a leaderboard for energy efficient reinforcement learning algorithms to incentivize responsible research in this area as an example for other areas of machine learning. Finally, based on case studies using our framework, we propose strategies for mitigation of carbon emissions and reduction of energy consumption. By making accounting easier, we hope to further the sustainable development of machine learning experiments and spur more research into energy efficient algorithms.

我们提出了一种以最小计算成本提高广泛检索模型的性能的框架。它利用由基本密度检索方法提取的预先提取的文档表示，并且涉及训练模型以共同评分每个查询的一组检索到的候选文档，同时在其他候选的上下文中暂时转换每个文档的表示。以及查询本身。当基于其与查询的相似性进行评分文档表示时，该模型因此意识到其“对等”文档的表示。我们表明，我们的方法导致基本方法的检索性能以及彼此隔离的评分候选文档进行了大量改善，如在一对培训环境中。至关重要的是，与基于伯特式编码器的术语交互重型器不同，它在运行时在任何第一阶段方法的顶部引发可忽略不计的计算开销，允许它与任何最先进的密集检索方法容易地结合。最后，同时考虑给定查询的一组候选文档，可以在检索中进行额外的有价值的功能，例如评分校准和减轻排名中的社会偏差。

Video, as a key driver in the global explosion of digital information, can create tremendous benefits for human society. Governments and enterprises are deploying innumerable cameras for a variety of applications, e.g., law enforcement, emergency management, traffic control, and security surveillance, all facilitated by video analytics (VA). This trend is spurred by the rapid advancement of deep learning (DL), which enables more precise models for object classification, detection, and tracking. Meanwhile, with the proliferation of Internet-connected devices, massive amounts of data are generated daily, overwhelming the cloud. Edge computing, an emerging paradigm that moves workloads and services from the network core to the network edge, has been widely recognized as a promising solution. The resulting new intersection, edge video analytics (EVA), begins to attract widespread attention. Nevertheless, only a few loosely-related surveys exist on this topic. A dedicated venue for collecting and summarizing the latest advances of EVA is highly desired by the community. Besides, the basic concepts of EVA (e.g., definition, architectures, etc.) are ambiguous and neglected by these surveys due to the rapid development of this domain. A thorough clarification is needed to facilitate a consensus on these concepts. To fill in these gaps, we conduct a comprehensive survey of the recent efforts on EVA. In this paper, we first review the fundamentals of edge computing, followed by an overview of VA. The EVA system and its enabling techniques are discussed next. In addition, we introduce prevalent frameworks and datasets to aid future researchers in the development of EVA systems. Finally, we discuss existing challenges and foresee future research directions. We believe this survey will help readers comprehend the relationship between VA and edge computing, and spark new ideas on EVA.

无论是在功能选择的领域还是可解释的AI领域，都有基于其重要性的“排名”功能的愿望。然后可以将这种功能重要的排名用于：（1）减少数据集大小或（2）解释机器学习模型。但是，在文献中，这种特征排名没有以系统的，一致的方式评估。许多论文都有不同的方式来争论哪些具有重要性排名最佳的特征。本文通过提出一种新的评估方法来填补这一空白。通过使用合成数据集，可以事先知道特征重要性得分，从而可以进行更系统的评估。为了促进使用新方法的大规模实验，在Python建造了一个名为FSEVAL的基准测定框架。该框架允许并行运行实验，并在HPC系统上的计算机上分布。通过与名为“权重和偏见”的在线平台集成，可以在实时仪表板上进行交互探索图表。该软件作为开源软件发布，并在PYPI平台上以包裹发行。该研究结束时，探索了一个这样的大规模实验，以在许多方面找到参与算法的优势和劣势。

通过提供前所未有的计算资源访问，云计算能够在机器学习等技术中快速增长，其计算需求产生了高能源成本和相应的碳足迹。结果，最近的奖学金呼吁更好地估计AI的温室气体影响：当今的数据科学家无法轻松或可靠地访问该信息的测量，从而排除了可行策略的发展。向用户提供有关软件碳强度的信息的云提供商是一种基本的垫脚石，以最大程度地减少排放。在本文中，我们提供了一个测量软件碳强度的框架，并建议通过使用每个能量单元使用基于位置和特定时间的边际排放数据来测量运行碳排放。我们为一组自然语言处理和计算机视觉的现代模型提供了操作软件强度的测量，以及各种模型尺寸，包括预处理61亿个参数语言模型。然后，我们评估了一套用于减少Microsoft Azure Cloud Compute平台排放的方法套件：使用不同地理区域中的云实例，在一天中的不同时间使用云实例，并在边际碳强度高于某个阈值时动态暂停云实例。我们证实了先前的结果，即数据中心的地理区域在给定云实例的碳强度中起着重要作用，并发现选择合适的区域可能具有最大的运营排放减少影响。我们还表明，一天中的时间对操作软件碳强度有显着影响。最后，我们最终提出了有关机器学习从业人员如何使用软件碳强度信息来减少环境影响的建议。

随着智能设备和物联网无处不在的部署的出现，机器学习推断的数据源已越来越多地转移到网络的边缘。现有的机器学习推理平台通常假设一个均匀的基础架构，并且不考虑包括边缘设备，本地集线器，边缘数据中心和云数据中心的更复杂和分层的计算基础架构。另一方面，最近的Automl工作为异质环境提供了可行的解决方案，用于模型压缩，修剪和量化。对于机器学习模型，现在我们可能很容易找到甚至生成一系列在准确性和效率之间进行不同权衡的模型。我们设计和实施Jellybean，这是一种用于服务和优化机器学习推理工作流程的系统。给定的服务级目标（例如，吞吐量，准确性），Jellybean选择了满足准确性目标的最具成本效益的模型，并决定如何在基础架构的不同层次上部署它们。评估表明，与最先进的模型选择和工人分配解决方案相比，Jellybean的视觉问题回答总成本最高可达58％，而NVIDIA AI City Challenge的车辆跟踪最多可达36％。 Jellybean还优于先前的ML服务系统（例如，在云上火花）的服务成本高达5倍。

Deave Learning模型命名为变形金刚实现了最先进的导致绝大多数NLP任务，以增加计算复杂性和高记忆消耗。在实时推理中使用变压器模型成为在生产中实施时的重大挑战，因为它需要昂贵的计算资源。需要更频率的吞吐量执行变压器的执行越大，并且切换到较小的编码器导致精度降低。我们的论文致力于如何为信息检索管道排名步骤选择合适架构的问题，以便更改变压器编码器的所需呼叫的数量最小，最大可实现的排名质量。我们调查了多种延迟交互模型，如COLBert和Poly-Concoder架构以及它们的修改。此外，我们负责搜索索引的内存占用空间，并尝试应用学习 - 哈希方法，以二值从变压器编码器二值化。使用TREC 2019-2021和MARCO DEV数据集提供评估结果。

基于注意力的神经网络在许多AI任务中都普遍存在。尽管其出色的算法性能，但注意力机制和前馈网络（FFN）的使用仍需要过多的计算和内存资源，这通常会损害其硬件性能。尽管已经引入了各种稀疏变体，但大多数方法仅着重于缓解算法级别上的二次注意力缩放，而无需明确考虑将其方法映射到真实硬件设计上的效率。此外，大多数努力仅专注于注意机制或FFN，但没有共同优化这两个部分，导致当前的大多数设计在处理不同的输入长度时缺乏可扩展性。本文从硬件角度系统地考虑了不同变体中的稀疏模式。在算法级别上，我们提出了Fabnet，这是一种适合硬件的变体，它采用统一的蝴蝶稀疏模式来近似关注机制和FFN。在硬件级别上，提出了一种新颖的适应性蝴蝶加速器，可以在运行时通过专用硬件控件配置，以使用单个统一的硬件引擎加速不同的蝴蝶层。在远程 - ARENA数据集上，FabNet达到了与香草变压器相同的精度，同时将计算量减少10到66次，参数数量为2至22次。通过共同优化算法和硬件，我们的基于FPGA的蝴蝶加速器在归一化到同一计算预算的最新加速器上达到了14.2至23.2倍的速度。与Raspberry Pi 4和Jetson Nano上优化的CPU和GPU设计相比，我们的系统在相同的功率预算下的最大273.8和15.1倍。

We study the problem of efficient generative inference for Transformer models, in one of its most challenging settings: large deep models, with tight latency targets and long sequence lengths. Better understanding of the engineering tradeoffs for inference for large Transformer-based models is important as use cases of these models are growing rapidly throughout application areas. We develop a simple analytical model for inference efficiency to select the best multi-dimensional partitioning techniques optimized for TPU v4 slices based on the application requirements. We combine these with a suite of low-level optimizations to achieve a new Pareto frontier on the latency and model FLOPS utilization (MFU) tradeoffs on 500B+ parameter models that outperforms the FasterTransformer suite of benchmarks. We further show that with appropriate partitioning, the lower memory requirements of multiquery attention (i.e. multiple query heads share single key/value head) enables scaling up to 32x larger context lengths. Finally, we achieve a low-batch-size latency of 29ms per token during generation (using int8 weight quantization) and a 76% MFU during large-batch-size processing of input tokens, while supporting a long 2048-token context length on the PaLM 540B parameter model.

自动化机器学习（Automl）努力自动配置机器学习算法及其组合的整体（软件）解决方案 - 机器学习管道 - 针对手头的学习任务（数据集）量身定制。在过去十年中，Automl已成为具有数百个贡献的热门研究课题。虽然Automl提供了许多前景，但也称它也是相当资源密集的，这是其主要批评的主要观点之一。高资源消耗的主要原因是许多方法依赖于许多ML管道的（昂贵）评估，同时寻找良好的候选者。由于使用许多数据集和方法进行了大规模实验，因此在Automl方法研究的背景下放大了这个问题，每个数据都是用几种重复来排除随机效应的几个重复的实验。本文阐述了最近的绿色AI的精神，是为了提高对问题的自动化研究人员的意识，并详细阐述可能的补救措施。为此，我们确定了四类行动，社区可能采取更加可持续的自动化计划，即接近设计，基准，研究激励和透明度。

我们通过将系统的任务性能以及系统开发和部署产生的时间和资源成本纳入整体框架来重新构架AI中的进度分析。这些成本包括：数据，专家知识，人类监督，软件资源，计算周期，硬件和网络设施以及（什么样的）时间。这些成本分配在系统的生命周期中，并可能对不同的开发人员和用户提出不同的需求。我们提出的多维性能和成本空间可以折叠成单个公用事业指标，该指标衡量了对不同利益相关者的系统价值。即使没有单个效用函数，AI的进步也可以通过它们是否扩展帕累托表面来评估。我们将这些类型的成本标记为被忽视的AI进度维度，并使用四个案例研究探索它们：Alpha*（GO，国际象棋和其他棋盘游戏），ALE（Atari Games），Imagenet（图像分类）和虚拟个人助理（ Siri，Alexa，Cortana和Google Assistant）。 AI中的这种更广泛的进步模型将导致估计AI系统潜在的社会使用和影响的新颖方法，以及建立里程碑以实现未来的进步。

从有限的资源中获得最大收益可以进步自然语言处理（NLP）研究和实践，同时保守资源。这些资源可能是数据，时间，存储或能源。NLP的最新工作从缩放率产生了有趣的结果。但是，仅使用比例来改善结果意味着资源消耗也会扩展。这种关系激发了对有效方法的研究，这些方法需要更少的资源才能获得相似的结果。这项调查涉及NLP效率的方法和发现，旨在指导该领域的新研究人员并激发新方法的发展。

许多NLP任务受益于使用通常具有超过1000亿参数的大语言模型（LLM）。随着Bloom-176b和Opt-175B的发布，每个人都可以下载该规模的预估计型号。尽管如此，使用这些模型仍需要许多研究人员无法获得高端硬件。在某些情况下，LLM可以通过RAM卸载或托管API更实惠。但是，这些技术具有先天的局限性：对于交互推理而言，卸载太慢，而API的灵活性不足以进行研究。在这项工作中，我们通过加入信任处理客户数据的多个政党的资源来提出花瓣$ - $ $用于推理和微调大型模型的系统。我们证明，这种策略的表现极大地超过了非常大型型号的卸载，以每秒约1美元的价格$ \ $ \ $ \ $ \ $ \ $ \ $ \ $ \ $ 1。与大多数推理API不同，花瓣还本地揭示了服务模型的隐藏状态，从而使其用户可以根据有效的微调方法训练和共享自定义模型扩展。