An Efficient FPGA-based Overlay Inference Architecture for Fully Connected DNNs
Notice bibliographique
Résumé
Deep Neural Networks (DNNs) have gained significant popularity in several classification and regression applications. The massive computation and memory requirements of DNNs pose special challenges for FPGA implementation. Moreover, programming FPGAs requires hardware-specific knowledge that many machine-learning researchers do not possess. To make the power and versatility of FPGAs available to a wider DNN user community and to improve DNN design efficiency, we introduce a Single hidden layer Neural Network (SNN) multiplication-free overlay architecture with fully connected DNN-level performance. This FPGA inference overlay can be used for applications that are normally solved with fully connected DNNs. The overlay avoids the time needed to synthesize, place, route and regenerate a new bitstream when the application changes. The SNN overlay inputs and activations are quantized to power-of-two values, which allows utilizing shift units instead of multipliers. Since the overlay is a SNN, we fill the FPGA chip with the maximum possible number of neurons that can work in parallel in the hidden layer. On a ZYNQ-7000 ZC706 FPGA, it is thus possible to implement 2450 neurons in the hidden layer and 30 neurons in the output layer. We evaluate the proposed architecture on typical benchmark datasets and demonstrate higher throughput with respect to the state-of-the-art while achieving the same accuracy.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».