Keeping ML-based recommender models up-to-date as data drifts and evolves is essential to maintain accuracy. As a result, online data preprocessing plays an increasingly important role in serving recommender systems. Existing solutions employ multiple CPU workers to saturate the input bandwidth of a single training node. Such an approach results in high deployment costs and energy consumption. For instance, a recent report from industrial deployments shows that data storage and ingestion pipelines can account for over 60\% of the power consumption in a recommender system. In this paper, we tackle the issue from a hardware perspective by introducing Piper, a flexible and network-attached accelerator that executes data loading and preprocessing pipelines in a streaming fashion. As part of the design, we define MiniPipe, the smallest pipeline unit enabling multi-pipeline implementation by executing various data preprocessing tasks across the single board, giving Piper the ability to be reconfigured at runtime. Our results, using publicly released commercial pipelines, show that Piper, prototyped on a power-efficient FPGA, achieves a 39$\sim$105$\times$ speedup over a server-grade, 128-core CPU and 3$\sim$17$\times$ speedup over GPUs like RTX 3090 and A100 in multiple pipelines. The experimental analysis demonstrates that Piper provides advantages in both latency and energy efficiency for preprocessing tasks in recommender systems, providing an alternative design point for systems that today are in very high demand.


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数据预处理(data preprocessing)是指在主要的处理以前对数据进行的一些处理。如对大部分地球物理面积性观测数据在进行转换或增强处理之前,首先将不规则分布的测网经过插值转换为规则网的处理,以利于计算机的运算。另外,对于一些剖面测量数据,如地震资料预处理有垂直叠加、重排、加道头、编辑、重新取样、多路编辑等。
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