XNOR-RRAM: A scalable and parallel resistive synaptic architecture for binary neural networks
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Notice bibliographique
Résumé
Recent advances in deep learning have shown that Binary Neural Networks (BNNs) are capable of providing a satisfying accuracy on various image datasets with significant reduction in computation and memory cost. With both weights and activations binarized to +1 or -1 in BNNs, the high-precision multiply-and-accumulate (MAC) operations can be replaced by XNOR and bit-counting operations. In this work, we propose a RRAM synaptic architecture (XNOR-RRAM) with a bit-cell design of complementary word lines that implements equivalent XNOR and bit-counting operation in a parallel fashion. For large-scale matrices in fully connected layers or when the convolution kernels are unrolled in multiple channels, the array partition is necessary. Multi-level sense amplifiers (MLSAs) are employed as the intermediate interface for accumulating partial weighted sum. However, a low bit-level MLSA and intrinsic offset of MLSA may degrade the classification accuracy. We investigate the impact of sensing offsets on classification accuracy and analyze various design options with different sub-array sizes and sensing bit-levels. Experimental results with RRAM models and 65nm CMOS PDK show that the system with 128×128 sub-array size and 3-bit MLSA can achieve accuracies of 98.43% for MLP on MNIST and 86.08% for CNN on CIFAR-10, showing 0.34% and 2.39% degradation respectively compared to the accuracies of ideal BNN algorithms. The projected energy-efficiency of XNOR-RRAM is 141.18 TOPS/W, showing ~33X improvement compared to the conventional RRAM synaptic architecture with sequential row-by-row read-out.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découle