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Enregistrement W4212932240 · doi:10.36227/techrxiv.14233652.v1

Stochastic Dividers for Low Latency Neural Networks

2021· preprint· en· W4212932240 sur OpenAlexfundno aff
Shanshan Liu, Xiaochen Tang, Farzad Niknia, Pedro Reviriego, Weiqiang Liu, Fabrizio Lombardi

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueError Correcting Code Techniques
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMinisterio de Ciencia e InnovaciónNational Natural Science Foundation of ChinaUniversity of AlbertaNew Mexico State UniversityNational Science Foundation
Mots-clésStochastic computingComputer scienceArithmeticLatency (audio)ComputationArtificial neural networkParallel computingAlgorithmMathematicsArtificial intelligenceTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Stochastic computing (SC) is attractive for hardware implementation due to its low complexity in arithmetic unit design; therefore, SC has attracted considerable interest to implement Artificial Neural Networks (ANNs) for resources-limited applications, because ANNs must usually perform a large number of arithmetic operations. To attain a high computation accuracy in an SC-based ANN, extended stochastic logic is utilized together with standard SC units and thus, a stochastic divider is required to perform the conversion between these logic representations. However, as the most complex SC arithmetic unit, the conventional divider incurs in a large computation latency; this limits an SC implementation for ANNs used in applications needing high performance. Therefore, there is a need to design fast stochastic dividers for SC-based ANNs. Recent works (e.g., a binary searching and triple modular redundancy (BS-TMR) based stochastic divider) are targeting a reduction in computation latency, while keeping nearly the same accuracy compared with the traditional (conventional) design. However, this divider still requires N iterations to deal with 2 N -bit stochastic sequences, and thus the latency increases in proportion to the sequence length. In this paper, a decimal searching and TMR (DS-TMR) based stochastic divider is initially proposed to further reduce the computation latency; it only requires two iterations to calculate the quotient, so regardless of the sequence length. Moreover, a second trade-off design between accuracy and hardware is also presented. An SC-based Multi-Layer Perceptron (MLP) is then considered to show the effectiveness of the proposed dividers; results show that when utilizing the proposed dividers, MLP achieves the lowest computation latency while keeping the classification results at the same accuracy. When using as combined metric the product of the latency and power dissipation, the proposed designs are also shown to be superior to the SC-based MLPs employing other dividers found in the technical literature as well as the commonly used 32-bit floating point implementation. This makes the proposed dividers very attractive compared with the existing schemes for SC-based ANNs.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,775
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,250 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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