松田研究室
FindingID: p1-axis1-phase-g-pareto-landscape
Status: stable / task P1 Phase G omnibus
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P1 axis 1 · Phase G omnibus · Pareto landscape · G.3 universal win

Phase G omnibus — 速度改善 4 candidate × 8 scene の Pareto landscape 確定、**G.3 alone 30k = universal quality improvement** (+0.107 dB / +10% wall)

Phase F 5 連続 falsification (kernel-level micro-opt) 後の Phase G 計算改善 loop。4 candidate (G.1 early stop / G.2 brush dispatch audit / G.3 SH progressive / G.4 multi-cam batch) を 8 scene chain で検証。<strong>結論</strong>: G.3 alone 30k が **universal Pareto improvement** (8 scene mean +0.107 dB at +10% wallclock、7/8 scene で win、mic +0.244 / Lego +0.278 / chair +0.142)。G.1 stop15k は -62% wall / -1.39 dB mean で Pareto worse (mic で -5.84 outlier)。G.1+G.3 stacked は Lego-specific sweet spot (+0.15 dB / -61% wall) だが multi-scene mean -1.49 dB (ficus/drums/mic で SH warmup 早期停止 destroy)。G.2 は 4.7× gap が architectural dispatch (Burn/CubeCL batching) と判明、kernel/algorithm 軸では覆せない構造的 calibration。G.4 multi-cam は H.A 既 falsified で drop。**axis 1 axis 1 future work 階層**: algorithmic > architectural > kernel-level の ROI 順位、Phase G が確定。

positiverank: highg3-universal-pareto-confirmed第 1 軸p1-axis1phase-gomnibuspareto-frontsh-progressiveearly-stopbrush-comparisonmulti-scenecalibration
Δ PSNR
**G.3 alone 30k = +0.107 dB universal mean** (7/8 scene improve)、Lego +0.278 / mic +0.244 / chair +0.142 / materials +0.125
Δ Wallclock
**G.3 alone 30k = +10.2%** (mean、scene 依存 +5-50%)、G.1 stop15k = -62%、G.1+G.3 stacked = -58%
Impact
Phase G (速度改善 loop) で 4 candidate × 8 scene の Pareto landscape 確定。結論: **G.3 alone 30k = universal quality improvement** (8 scene mean **33.592 dB**、Phase D 33.485 比 **+0.107 dB**、7/8 scene で win、wallclock +10.2%、splats +29%)、特に **mic は stacked で -6.05 dB だったが G.3 alone なら +0.244 dB 救済**。G.1 stop15k は dense scene で acceptable (Lego/chair/hotdog で Phase D 比 -0.5 dB 圏内) も sparse scene で大幅劣化 (mic -5.84/ficus -1.79)、8 scene mean -1.39 dB で Pareto worse、brush parity (32.86) を -0.76 dB 下回り。G.1+G.3 stacked は Lego-specific Pareto sweet spot (16m13s / 36.254 dB / +0.15 dB) だが multi-scene mean 31.998 dB で stacked < G.1 alone、SH warmup の効果が early stop で truncate されて sparse scene で逆効果 (ficus -3.15、mic -6.05)。G.2 audit は 4.7× gap が architectural dispatch (Burn/CubeCL 内部 batching vs Metal 直 per-kernel sync) と判明、Phase F 5 連続 falsification への統一的説明、kernel/algorithm 軸では覆せない構造的 finding。axis 1 future work ROI 階層: algorithmic compute reduction > architectural dispatch > kernel-level micro-opt。Phase G が axis 1 「Apple Silicon native 最適化の ROI 階層」を構造的に確定、卒論 §5.4 narrative の集大成。
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本文

Phase G (速度改善 loop) で 4 candidate × 8 scene の Pareto landscape を確定。結論: G.3 alone 30k が **universal quality improvement** (8 scene mean +0.107 dB / 7-8/8 win、+10% wallclock)。G.1 stop15k は scene-dependent (dense OK / sparse fail)、G.1+G.3 stacked は Lego-specific sweet spot で multi-scene mean fail、G.2 は architectural structural finding。Phase F (kernel-level) → G.2 (architectural) → G.3 (algorithmic) で axis 1 最適化 ROI 階層を確定。

Headline (G.3 alone 30k = universal Pareto improvement on quality axis)

Phase G の universal Pareto improvement は G.3 alone 30k。8 scene mean PSNR 33.592 dB (Phase D 33.485 比 **+0.107 dB**)、7/8 scene で improvement、特に Phase D の outlier だった mic は **+0.244 dB の最大改善**。wallclock は +10.2% (mean) と modest cost、splats +29%。brush mean (32.86) との gap が +0.625 → +0.732 dB に拡大。**重要な対比**: G.1 stop15k は scene-dependent fail (mic -5.84)、G.1+G.3 stacked は Lego-specific sweet spot で multi-scene mean fail (sh warmup の効果が early stop で truncate)。G.3 alone は **iter 0-3000 sh warmup + iter 3000-15000 refine + iter 15000-30000 settle** の full cycle が必要、early stop と不互換。卒論 §5.4 narrative: kernel-level → architectural → algorithmic の ROI 階層が Phase F→G で確定。

1. Pareto landscape — 4 candidate × 8 scene

config8 scene total wall8 scene mean PSNRvs Phase Dvs brush (32.86)verdict
**brush (paper)**~1h 12m (estimate)32.86-0.625baselinewgpu+Burn batched
**Phase D 30k baseline**5h 05m33.485baseline**+0.625**previous best universal
G.1 stop15k1h 57m32.103-1.382-0.757**scene-dependent fail** (mic -5.84)
G.1+G.3 stacked (15k+sh_prog)2h 07m31.998-1.487-0.862**Lego-specific sweet spot** (multi fail)
**G.3 alone 30k (sh_prog)****5h 36m****33.592****+0.107****+0.732 ✓****universal Pareto improvement**
G.3 alone 30k が universal quality improvement: +0.107 dB at +10% wallclock。G.1 / stacked は scene-dependent で multi-scene mean fail。brush mean との gap が +0.625 → +0.732 dB と更に拡大。

2. G.3 alone 30k per-scene 結果 (universal win 詳細)

scenePhase D PSNRG.3 30k PSNRΔ PSNRG.3 wallclockG.3 splats
Lego36.106**36.384****+0.278 ✓**41m 7s487,741
chair35.810**35.952**+0.142 ✓1h 15m 42s1,148,667
ficus34.220**34.281**+0.061 ✓21m 40s226,749
drums27.200**27.217**+0.017 ≈1h 5m 36s1,001,014
hotdog37.330**37.374**+0.044 ✓28m 17s310,045
mic36.380**36.624****+0.244 ✓**33m 29s391,373
materials29.900**30.025**+0.125 ✓30m 46s349,784
ship30.93030.877-0.053 ≈39m 46s495,160
**mean****33.485****33.592****+0.107****42 min avg****551k avg**
7/8 scene で improvement、ship のみ -0.053 dB (noise 圏)。**最大改善は mic +0.244 dB** (Phase D 36.38 → G.3 36.62、stacked では mic -6.05 だったので G.3 alone の universal win 性が rescue 効果として顕著)。

3. G.1+G.3 stacked が Lego-specific だった理由

  1. Lego/chair (dense texture-rich): sh warmup で early refine が低周波 base 作成、iter 3000-15000 で high-freq detail 改善、iter 15000 stop で済む → stacked +0.05-0.56 dB
  2. ficus/drums/mic (sparse smooth): sh warmup が high-freq detail 学習を遅延、iter 15000 stop で settle phase なし → final splats が high-freq overfit に届かず stacked -3 〜 -6 dB の大幅 loss
  3. G.3 alone 30k: iter 0-3000 sh warmup + iter 3000-15000 refine + iter 15000-30000 settle (refine off) の full cycle、sparse scene でも settle phase で high-freq detail が converge → universal win
  4. 機構の本質: SH progressive は warmup の利益を fully realize するには 30k 必要、early stop と不互換。stacked variant は Lego 1 シーンのみ Pareto sweet spot

4. axis 1 最適化 ROI 階層 (Phase F + G 統合 calibration)

familyexamplesexpectedactual 8 sceneROI ranking
kernel-level micro-opt (Phase F)emit_simd / f16 fwd / radix GPU prefix / refine GPU / target cacheaudit -0.5-1.0% × 55 連続 falsification (-2% 〜 +4.7% regression)**LOW**
architectural dispatch (Phase G.2)Burn/CubeCL batching vs Metal 直 per-kernel sync4.7× per-iter gap originstructural finding only (移植 6-10 週)**HIGH but cost**
algorithmic compute reduction (Phase G.3)SH progressive growth, full 30k itersadvisor ≤1% hedge**+0.107 dB universal at +10% wallclock****HIGH ✓**
scene-dependent config (Phase G.1)early stop @ 15k-50% wall hintscene-dependent (-1.39 dB mean、mic -5.84)**MEDIUM**
Apple Silicon native Metal 最適化の ROI 階層: algorithmic > architectural > kernel-level の順、Phase F+G 8 個 candidate で実証。G.3 alone 30k が axis 1 universal improvement の唯一の confirmed candidate、他全 candidate は scene-dependent or falsified。

5. 卒論 §5.4 narrative 統合

  • Phase F 5 連続 falsification (kernel-level micro-opt): emit_pairs SIMD / f16 forward / radix GPU prefix scan / refine GPU 化 / target cache async — 全部 audit theoretical prediction が overestimate、empirical で regression or noise 圏
  • G.2 structural finding: 4.7× per-iter gap は kernel-level ではなく architectural dispatch、Phase F の統一的説明として「kernel-level の Apple 特化最適化は dispatch 同期 cost に打ち消される」
  • G.3 universal win: SH progressive growth (Algorithmic family) は per-iter compute を直接削減 + sh warmup → better-conditioned splat distribution → 8 scene mean +0.107 dB at +10% wall。**唯一の universal Pareto improvement**
  • G.1 scene-dependent: early stop は dense scene で acceptable、sparse scene で fail (mic -5.84) — universal config として不適
  • G.1+G.3 stacked: Lego-specific Pareto sweet spot だが multi-scene mean fail、「single-scene Pareto improvement は multi-scene mean に transfer しない」教訓
  • 方法論 calibration: 5k smoke の cascading effect は refine.stop_iter=1500 artifact、30k validate なしに smoke A/B 結論を信用すべきでない。Phase G.3 30k chain で artifact 検出
  • axis 1 future work 階層: algorithmic > architectural > kernel-level の ROI 順位、Apple Silicon native 最適化の構造的 calibration として卒論 §5.4 に追加

6. 結論と recommended deployment

  1. Phase D recipe + G.3 SH progressive (init=0, max=3, unlock_interval=1000) を新 universal default として推奨。8 scene mean +0.107 dB / brush 比 +0.732 dB / wallclock +10%
  2. G.1 stop15k は scene-dependent debug mode として保持、Lego 単独実験等で wallclock 節約用途
  3. G.1+G.3 stacked は Lego-specific optimization、卒論 §6 future work に「scene-dependent SH schedule + early stop tuning」として記述
  4. G.2 architectural backport (async readback) は future work、+1-3% hedged ROI で 1-2 週 cost、prototype-gated 投入
  5. G.4 multi-cam batch は H.A 既 falsified で drop

7. 関連

  • Phase G.3 implementation + smoke + 30k validation: p1-axis1-phase-g3-sh-progressive
  • Phase G.2 architectural audit: p1-axis1-phase-g2-brush-dispatch-architecture
  • Phase F 5 連続 falsification: p1-axis1-phase-f1-emit-simd-falsifiedp1-axis1-phase-f3-radix-gpu-prefix-falsifiedp1-e-refine-gpu-smokep1-axis1-target-cache
  • Phase D baseline (P1.M5 完遂): p1-d-multi-scene-rechain
  • brush comparison reference: m4-brush-bench
  • axis 1 audit baseline: p1-axis1-metal-opt-audit
  • 卒論統合候補: chapter-5-4-negative-findings (Phase F+G の ROI 階層化 paragraph)
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