Improving the Accuracy and Hardware Efficiency of Neural Networks Using Approximate Multipliers
Notice bibliographique
Résumé
Improving the accuracy of a neural network (NN) usually requires using larger hardware that consumes more energy. However, the error tolerance of NNs and their applications allow approximate computing techniques to be applied to reduce implementation costs. Given that multiplication is the most resource-intensive and power-hungry operation in NNs, more economical approximate multipliers (AMs) can significantly reduce hardware costs. In this article, we show that using AMs can also improve the NN accuracy by introducing noise. We consider two categories of AMs: 1) deliberately designed and 2) Cartesian genetic programing (CGP)-based AMs. The exact multipliers in two representative NNs, a multilayer perceptron (MLP) and a convolutional NN (CNN), are replaced with approximate designs to evaluate their effect on the classification accuracy of the Mixed National Institute of Standards and Technology (MNIST) and Street View House Numbers (SVHN) data sets, respectively. Interestingly, up to 0.63% improvement in the classification accuracy is achieved with reductions of 71.45% and 61.55% in the energy consumption and area, respectively. Finally, the features in an AM are identified that tend to make one design outperform others with respect to NN accuracy. Those features are then used to train a predictor that indicates how well an AM is likely to work in an NN.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 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 ».