Resource Efficient Arithmetic Effects on RBM Neural Network Solution Quality Using MNIST
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a case study on the impact of using reduced precision arithmetic on learning in Restricted Boltzmann Machine (RBM) deep belief networks. FPGAs provide a hardware accelerator framework to speed up many algorithms, including the learning and recognition tasks of ever growing neural network topologies and problem complexities. Current FPGAs include DSP blocks - hard blocks that allow designers to roll in hardware otherwise built using significant quantity of reconfigurable logic (slices) and increase clock performance of arithmetic operations. Accelerators on FPGAs can take advantage of, in some products, thousands DSP blocks on a single chip to scale up the parallelism of designs. Conversely, IEEE floating point representation cannot be fully implemented in single DSP slices and requires a significant amount of general logic thus reducing the amount of resources available to breadth of parallelism in an accelerator design. Reduced precision fixed point format arithmetic can fit within a single DSP slice without external logic. It has been used successfully for training MLP-BP neural networks on small problems. The merit of reduced precision computation in RBM networks for sizable problems has not been evaluated. In this work, a three layer RBM network linked to one classification layer (1.6M weights) is used to learn the classic MNIST dataset over a set of common limited precisions used in FPGA designs. Issues of parameter saturation and a method to overcome inherent training difficulties is discussed. The results demonstrate that RBM can be trained successfully using resource-efficient fixed point formats commonly found in current FPGA devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».