Numerical stability of DeepGOPlus inference
Notice bibliographique
Résumé
Convolutional neural networks (CNNs) are currently among the most widely-used deep neural network (DNN) architectures available and achieve state-of-the-art performance for many problems. Originally applied to computer vision tasks, CNNs work well with any data with a spatial relationship, besides images, and have been applied to different fields. However, recent works have highlighted numerical stability challenges in DNNs, which also relates to their known sensitivity to noise injection. These challenges can jeopardise their performance and reliability. This paper investigates DeepGOPlus, a CNN that predicts protein function. DeepGOPlus has achieved state-of-the-art performance and can successfully take advantage and annotate the abounding protein sequences emerging in proteomics. We determine the numerical stability of the model's inference stage by quantifying the numerical uncertainty resulting from perturbations of the underlying floating-point data. In addition, we explore the opportunity to use reduced-precision floating point formats for DeepGOPlus inference, to reduce memory consumption and latency. This is achieved by instrumenting DeepGOPlus' execution using Monte Carlo Arithmetic, a technique that experimentally quantifies floating point operation errors and VPREC, a tool that emulates results with customizable floating point precision formats. Focus is placed on the inference stage as it is the primary deliverable of the DeepGOPlus model, widely applicable across different environments. All in all, our results show that although the DeepGOPlus CNN is very stable numerically, it can only be selectively implemented with lower-precision floating-point formats. We conclude that predictions obtained from the pre-trained DeepGOPlus model are very reliable numerically, and use existing floating-point formats efficiently.
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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 | 0,003 | 0,023 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| 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 ».