Dans l'implémentation technique des algorithmes évolutionnaires,l'organisation tensorielleunifie la représentation de « ce qu'est la population, comment elle est évaluée et où en est l'exécution » : au lieu d'objets et de listes épars, on obtient des tenseurs réguliers. Il s'agit essentiellement d'établir un contrat de données unifié pour la population, l'évaluation et l'état, afin que le calcul par lots, la résidence sur l'appareil et l'ordonnancement parallèle ultérieur partagent une même sémantique mémoire.
Tensorisation de la population : encodage en [N, D]
Organiser N solutions candidates selon la dimension de lot en un tenseur d'encodage de forme [N, D]. Les variables continues, discrètes ou les encodages multi-segments peuvent être exprimés par des tenseurs de champs ou des blocs groupés, en conservant un type de données et un emplacement d'appareil unifiés.
- Dimension de lot en tête: on place généralement N à la position la plus externe, afin qu'un même opérateur s'exécute de manière vectorisée sur tout le lot.
- Blocage par champs: si un individu est composé de plusieurs segments de paramètres, on peut le décomposer en [N, D1] + [N, D2] + … tout en conservant un stockage contigu.
- Gestion des longueurs variables: les individus de longueur variable sont traités par remplissage avec masque ou par segmentation en buckets, afin d'éviter que des structures hétérogènes ne perturbent le calcul par lots.
Matricialisation des résultats d'évaluation : [N, M] et [N, K]
Une évaluation par lots produit une matrice de fitness [N, M] ; les objectifs multiples, contraintes multiples et indicateurs supplémentaires peuvent être juxtaposés en [N, M+K] ou stockés dans des tables séparées, évitant ainsi les appels répétés à la fonction d'évaluation pour chaque individu.
Gestion unifiée des tenseurs d'état
La génération, l'état du générateur aléatoire, les hyperparamètres de stratégie, la meilleure solution, le cache d'historique, l'état de classement ou d'échantillonnage sont eux aussi intégrés dans des tenseurs ou un conteneur d'état structuré, garantissant reproductibilité, traçabilité et mises à jour par lots.
Bénéfices et limites de l'organisation tensorielle
Des tenseurs unifiés permettent de réduire les allers-retours entre l'hôte et l'appareil, d'abaisser le coût des boucles et de fournir une base de données pour le parallélisme ultérieur des opérateurs ; il faut toutefois gérer la validité des masques, le gaspillage dû au remplissage, la croissance de l'échelle multi-objectifs et le coût de synchronisation des états.
Disposition tensorielle de la population, de l'évaluation et de l'étatLa population est encodée en un tenseur [N, D], une évaluation par lots fournit une matrice de fitness [N, M], et les objectifs multiples ou contraintes peuvent être étendus en [N, M+K] ; la génération, la meilleure solution, l'état du générateur aléatoire, etc. résident également de façon unifiée sur l'appareil en tant que tenseurs, ce qui permet d'effectuer la mise à jour de chaque génération globalement sur la même dimension de lot et de réduire les allers-retours entre l'hôte et l'appareil ainsi que le coût des boucles sur chaque individu.
