Exploration of Activation Fault Reliability in Quantized Systolic Array-Based DNN Accelerators
Notice bibliographique
Résumé
The stringent requirements for the Deep Neural Networks (DNNs) accelerator’s reliability stand along with the need for reducing the computational burden on the hardware platforms, i.e. reducing the energy consumption and execution time as well as increasing the efficiency of DNN accelerators. Moreover, the growing demand for specialized DNN accelerators with tailored requirements, particularly for safety-critical applications, necessitates a comprehensive design space exploration to enable the development of efficient and robust accelerators that meet those requirements. Therefore, the tradeoff between hardware performance, i.e. area and delay, and the reliability of the DNN accelerator implementation becomes critical and requires tools for analysis. This paper presents a comprehensive methodology for exploring and enabling a holistic assessment of the trilateral impact of quantization on model accuracy, activation fault reliability, and hardware efficiency. A fully automated framework is introduced that is capable of applying various quantization-aware techniques, fault injection, and hardware implementation, thus enabling the measurement of hardware parameters. Moreover, this paper proposes a novel lightweight protection technique integrated within the framework to ensure the dependable deployment of the final systolic-array-based FPGA implementation. The experiments on established benchmarks demonstrate the analysis flow and the profound implications of quantization on reliability, hardware performance, and network accuracy, particularly concerning the transient faults in the network’s activations.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».