An Energy-Efficient Online-Learning Stochastic Computational Deep Belief Network
Notice bibliographique
Résumé
Deep neural networks (DNNs) are effective machine learning models to solve a large class of recognition problems, including the classification of nonlinearly separable patterns. The training of DNNs is, however, particularly difficult due to the large size and high energy consumption of the networks. Recently, stochastic computation (SC) has been considered to implement DNNs to reduce the hardware cost. However, it requires a large number of random number generators (RNGs) and long stochastic sequences that lower the energy efficiency of the network. To overcome these limitations, we propose the design of an energy-efficient deep belief network (DBN) with online learning capacity based on stochastic computation. In the SC-DBN, a reconfigurable structure is utilized to implement the fast greedy learning algorithm and an adaptive moment estimation (ADAM) circuit is designed to improve the speed of the training process. An approximate SC activation unit (A-SCAU) is further designed to implement different types of activation functions in the neurons. The A-SCAU is immune to signal correlations, so the RNGs can be shared among all neurons in the same layer with no accuracy loss. The area and energy of the proposed design are less than 5.5% and 3.7% (or 29.3% and 33.3%) of a pipelined 32-bit floating-point (or an 8-bit fixed-point) implementation. The proposed SC-DBN design achieves a higher classification accuracy compared with the fixed-point implementation. The accuracy is in a range of 0.12% to 0.37% lower than the floating-point design with a significantly lower (or slightly higher) energy consumption than the pipelined (or non-pipelined) circuit for both online learning and inference processes.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».