MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4409288883 · doi:10.2172/2549315

wa-hls4ml and lui-gnn: A benchmark and GNN-based surrogate model for hls4ml resource and latency estimation

2025· article· en· W4409288883 sur OpenAlexafffund
Benjamin Hawks, Dennis Plotnikov, Karla Tame-Narvaez, Hilal Rahali, Mohammad Mehdi Rahimifar, Audrey Corbeil Therrien, Giuseppe Di Guglielmo, Nhan Viet Tran, J. Duarte, Vladimir Lončar

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesFermilabU.S. Department of EnergyHigh Energy PhysicsOffice of ScienceCanada Research ChairsAdvanced Scientific Computing Research
Mots-clésBenchmark (surveying)Computer scienceLatency (audio)Surrogate modelResource (disambiguation)Artificial intelligenceMachine learningComputer networkGeographyTelecommunicationsCartography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

As machine learning (ML) increasingly serves as a tool for addressing real-time challenges in scientific applications, the development of advanced tooling has significantly reduced the time required to iterate on various designs. These advancements have solved major obstacles, but also exposed new challenges. For example, processes that were not previously considered bottlenecks, such as model synthesis, are now becoming limiting factors in the rapid iteration of designs. To reduce these emerging constraints, multiple efforts are being launched toward designing an ML-based surrogate model that estimates resource usage of synthesized accelerator architectures. This model would reduce the design iteration time, especially when designing within a set of given hardware constraints. This approach shows considerable potential, but as it stands, the effort is early and would benefit from coordination and standardization to assist future work as it emerges. We introduce wa-hls4ml, a benchmark for ML accelerator resource and latency estimation, and its corresponding initial dataset of more than 100,000 fully connected neural networks, all synthesized using hls4ml and targeting Xilinx FPGAs. In addition to the resource utilization and latency data provided, the dataset includes generated artifacts and log files for many of the synthesized neural networks, in order to support future research in ML-based code generation. The benchmark evaluates the performance of resource and latency predictors against several common ML model architectures, primarily originating from scientific domains, as exemplar models, as well as the average performance across a subset of the dataset. We measure the performance of a given predictor model through multiple metrics, including $R^2$ score and SMAPE on regression tasks, as well as inference time to further characterize the estimator under test. Additionally, we introduce the latency/utilization inference graph neural network (lui-gnn), a surrogate model that uses a graph neural network to represent input architectures in the form of a directed graph. This graph representation allows for a diverse set of model architectures to all be effectively handled by a surrogate model. We present the architecture and performance of the model, as evaluated by the new proposed benchmark, including SMAPE, $R^2$ score, and inference times, and find that lui-gnn generally predicts latency and utilization for the 75\% quantile within several percent of the synthesized resources on the synthetic test dataset, indicating that this approach of estimating resource and latency via a surrogate models has promise and warrants further research.

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)0,001
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: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,827
Score d'incertitude au seuil0,635

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
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 savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,288
Écart entre enseignants0,277 · 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.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même sujetMachine Learning in HealthcareTravaux en français237 207