Skip to content

HeteroMosaic: Exposing and Exploiting Heterogeneous Execution Opportunities for Energy-Efficient Edge LLM Inference

Jul 2026 · arXiv.org · Vol abs/2607.12839 · 0 citations · 68 references
Computer Science

TL;DR

HeteroMosaic first uses a heterogeneous roofline model to identify when combining iGPU and NPU execution is beneficial and decomposes inference into dependency-preserving micro-batches that expose cross-accelerator overlap and applies trace-guided co-optimization of scheduling and device allocation under practical effects such as memory contention, DVFS, device variation, and NPU runtime overheads.

Abstract

Modern edge system-on-chips (SoCs) combine CPUs, integrated GPUs (iGPUs), and neural processing units (NPUs), yet existing LLM runtimes typically make coarse device-level decisions or optimize operators in isolation. As a result, they underutilize heterogeneous resources, particularly on unified-memory platforms where performance depends on both device placement and task-graph coordination. We present HeteroMosaic, a heterogeneity-first scheduling framework for edge LLM inference. HeteroMosaic first uses a heterogeneous roofline model to identify when combining iGPU and NPU execution is beneficial. It then decomposes inference into dependency-preserving micro-batches that expose cross-accelerator overlap and applies trace-guided co-optimization of scheduling and device allocation under practical effects such as memory contention, DVFS, device variation, and NPU runtime overheads. We implement HeteroMosaic in PyTorch C++ and evaluate it on three AMD Ryzen AI platforms spanning NPU-heavy, balanced, and iGPU-heavy designs. On the balanced platform, HeteroMosaic achieves up to 1.73X speedup over an iGPU baseline, 1.78X over an NPU baseline, and 2.05X over frameworks such as llama dot cpp, while reducing energy by up to 45.3%. It also improves performance over prior heterogeneous edge AI solutions by up to 2.35X.

View source

Similar papers

Open access Jul 2026

КОГНІТИВНЕ КЕРУВАННЯ ІТЕРАЦІЙНИМ ТУРБОДЕКОДУВАННЯМ У ПРОГРАМНО-ВИЗНАЧЕНИХ РАДІОСИСТЕМАХ SDR-RAN

У роботі запропоновано когнітивний підхід до керування ітераційним турбодекодуванням у SDR-RAN. Використання статистик LLR та критеріїв раннього завершення ітерацій забезпечує зменшення обчислювальної складності й затримки без погіршення цільового рівня BLER.

Сергій Петрович Лівенцев · 0 citations
Open access 2026

Метод недвійкового кодування Ріда-Соломона НАД GF(256) для захисту критичних SCADA-систем від BURST-помилок.

Запропоновано метод недвійкового кодування Ріда-Соломона над GF(256), який забезпечує корекцію burst-помилок до 64 біт при надлишку 6,7 % та мікросекундній затримці. Експериментально підтверджено покриття 96,32 % помилок при BER=10–4, 100 % відновлення при burst до 64 біт, зниження затримки на 33,2 % порівняно з конволюційними кодами. За допомогою інтерлевінгу λ=4 вдалося розширити коригувальну здатність до 256 біт, зберігаючи мінімальний надлишок. Метод є рекомендованим для захисту критичної інфраструктури SCADA.

Валерія Миколаївна Слатвінська · 0 citations
Open access Jul 2026

ІНТЕГРОВАНІ ЛІНЗОВІ АНТЕНИ МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МАТЕРІАЛІВ

У статті представлено систематизований математичний апарат для аналізу та синтезу інтегрованих лінзових антен (ILA) міліметрового діапазону на частоті 77 ГГц. Розглянуто рівняння ейконалу, коефіцієнти відбиття Френеля, дієлектричні втрати у трубці променів, ексцентриситет лінзи та синтез дифракційно-рефракційної фокусуючої структури (DRFS).

Володимир Володимирович Алфімов, Сергій Євстафійович Мартинюк · 0 citations
Open access Jul 2026

POCKET-SPECTRE: МОБІЛЬНИЙ ЗАСТОСУНОК ДЛЯ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ НЕВИДИМИХ ФІЗИЧНИХ ЯВИЩ НА ОСНОВІ СЕНСОРІВ СМАРТФОНА

Проєкт з дослідження можливостей використання сенсорів смартфонів для візуалізації абстрактних фізичних процесів. Запропоновано розробку застосунку «PocketSpectre», що поєднує вимірювання акустичного, магнітного та радіохвильового (Wi-Fi) полів у реальному часі. Проєкт відповідає запитам сучасної STEM-освіти та може стати доступною альтернативою професійному обладнанню, підвищуючи наочність навчання та забезпечуючи проведення самостійних експериментів.

Марія Олександрівна Люта, І. Комаров · 0 citations
Open access 2026

Інтеграція дослідницької діяльності у викладання філологічних дисциплін.

Інтеграція дослідницької діяльності у викладання філологічних дисциплін є важливим напрямом розвитку сучасної освіти, що забезпечує формування дослідницької культури, критичного мислення та професійної компетентності майбутніх філологів. Вона сприяє поєднанню теоретичних знань із практикою наукового аналізу, підвищує якість освітнього процесу та відповідає вимогам сучасного науково-освітнього простору.

Леся Василівна Строченко · 0 citations
Open access Jul 2026

СТВОРЕННЯ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ ІНТЕРНЕТУ РЕЧЕЙ НА ОСНОВІ UNREAL ENGINE

Метою цієї роботи є дослідження можливостей використання технологій Unreal Engine для візуалізації та інтерактивного моделювання систем Інтернету речей за використання технології цифрових двійників, а також демонстрація того, як сучасні ігрові двигуни можуть бути застосовані в галузі інфокомунікацій.

Кирил Олександрович Дядюра, Василий Васильевич Курдеча · 0 citations

We use cookies to run the site and, with your consent, for analytics and to show ads. See our Cookie Policy.