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Enregistrement W4311839757 · doi:10.1109/icfpt56656.2022.9974441

HPIPE NX: Boosting CNN Inference Acceleration Performance with AI-Optimized FPGAs

2022· article· en· W4311839757 sur OpenAlex
Marius N. Stan, Mathew Hall, Mohamed Ibrahim, Vaughn Betz

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Neural Network Applications
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceField-programmable gate arrayStratixParallel computingConvolutional neural networkComputer architectureAdderCompilerApplication-specific integrated circuitGate arrayEmbedded systemComputer hardwareComputer engineeringArtificial intelligenceLatency (audio)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

With the ever-increasing compute demands of artificial intelligence (AI) workloads, there is extensive interest in leveraging field-programmable gate-arrays (FPGAs) to quickly deploy hardware accelerators for the latest convolutional neural networks (CNNs). Recent FPGA architectures are also evolving to better serve the needs of AI, but accelerators need extensive re-design to leverage these new features. The Stratix 10 NX chip by Intel is a new FPGA that replaces traditional DSP blocks with in-fabric AI tensor blocks that provide 15x more multipliers and up to 143 TOPS of performance, at the cost of lower precision (INT8) and significant restrictions on how many operands can be fed to the multipliers from the programmable routing. In this paper, we explore different CNN accelerator structures to leverage the tensor blocks, considering the various tensor block modes, operand bandwidth restrictions, and on-chip memory restrictions. We incorporate the most performant techniques into HPIPE, a layer-pipelined and sparse-aware CNN accelerator for FPGAs. We enhance HPIPE's software compiler to restructure the CNN computations and on-chip memory layout to take advantage of the additional multipliers offered by the new tensor block architecture, while also avoiding stalls due to data loading restrictions. We achieve cycle-by-cycle speedups in tensor mode of up to <tex xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">$\mathbf{8}.\mathbf{3}\mathbf{x}$</tex> for Mobilenet-v1 versus the original HPIPE design using conventional DSPs. On the FPGA, we achieve a throughput of 28,541 and 29,429 images/s on Mobilenet-v1 and Mobilenet-v2 respectively, outperforming all previous FPGA accelerators by at least 4.0x, including one on an AI-optimized Xilinx chip. We also outperform NVIDIA's V100 GPU, a machine learning targeted GPU on a similar process node with a <tex xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">$\mathbf{1}.\mathbf{7}\mathbf{x}$</tex> larger die size, by up to 17x with a batch size of one and 1.3x with NVIDIA's largest reported batch size of 128.

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.

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 candidatesaucune
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 enseignants0,748
Score d'incertitude au seuil0,600

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,023
Tête enseignante GPT0,263
Écart entre enseignants0,240 · 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

En bref

Citations8
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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