《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 其他 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于浮柵器件的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究
基于浮柵器件的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究
信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全
陳雅倩,黃 魯
(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院,安徽 合肥230026)
摘要: 浮柵器件(Flash)能夠?qū)⒋鎯陀?jì)算的特性相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)存算一體化,但是單個(gè)浮柵單元最多只能存儲位寬為4 bit的數(shù)據(jù)。面向Nor Flash,研究了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的低位寬量化,對經(jīng)典的AlexNet、VGGNet以及ResNet通過量化感知訓(xùn)練。采用非對稱量化,將模型參數(shù)從32位浮點(diǎn)數(shù)量化至4位定點(diǎn)數(shù),模型大小變?yōu)樵瓉淼?/8,針對Cifar10數(shù)據(jù)集,4位量化模型的準(zhǔn)確率相對于全精度網(wǎng)絡(luò)僅下降不到2%。最后將量化完成的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型使用Nor Flash陣列加速。Hspice仿真結(jié)果表明,相對于全精度模型,部署在Nor Flash陣列中的量化模型精度僅下降2.25%,驗(yàn)證了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部署在Nor Flash上的可行性。
中圖分類號: TP183
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.06.007
引用格式: 陳雅倩,黃魯. 基于浮柵器件的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,2021,40(6):38-42.
Quantification research of convolutional neural network oriented Nor Flash
Chen Yaqian,Huang Lu
(School of Microelectronics,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China)
Abstract: Flash is one of the most promising candidates to bulid processing-in-memory(PIM)structures. However,the data width in one flash is 4bit at most. This article is oriented to Nor Flash and studies the quantitzation of convolution neural network. It performs quantitative perception training on the classic AlexNet, VGGNet and ResNet, and uses asymmetric quantization to quantify the model parameters from 32-bit floating point to 4-bit, and the model size becomes 1/8 of the original. For the Cifar10 data set, the accuracy of the 4-bit quantization model is only less than 2% lower than that of the full-precision network. Finally, the quantized convolutional neural network model is accelerated by the Nor Flash array. Hspice simulation results show that the accuracy of the quantized model bulided in the Nor Flash array is only reduced by 2.25% compared to the full-precision model. The feasibility of deploying the convolutional neural network on Nor Flash is verified.
Key words : convolution neural network;quantification;computation in memory;Nor Flash

0 引言

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolution Neural Network,CNN)在圖像識別等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,隨著網(wǎng)絡(luò)深度的不斷增加,CNN模型的參數(shù)也越來越多,例如Alexnet[1]網(wǎng)絡(luò),結(jié)構(gòu)為5層卷積層,3層全連接層,網(wǎng)絡(luò)參數(shù)超過5 000萬,全精度的模型需要250 MB的存儲空間,而功能更加強(qiáng)大的VGG[2]網(wǎng)絡(luò)和Res[3]網(wǎng)絡(luò)的深度以及參數(shù)量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Alexnet。對于這些卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),每個(gè)運(yùn)算周期都需要對數(shù)百萬個(gè)參數(shù)進(jìn)行讀取和運(yùn)算,大量參數(shù)的讀取既影響網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算速度也帶來了功耗問題。基于馮諾依曼架構(gòu)的硬件由于計(jì)算單元和存儲單元分離,在部署CNN模型時(shí)面臨存儲墻問題,數(shù)據(jù)頻繁搬運(yùn)消耗的時(shí)間和能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算單元計(jì)算消耗的時(shí)間和能量。

存算一體架構(gòu)的硬件相對于馮諾依曼架構(gòu)的硬件,將計(jì)算單元和存儲單元合并,大大減少了數(shù)據(jù)的傳輸,從而降低功耗和加快計(jì)算速度[4],因此將深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部署在基于存算一體架構(gòu)的硬件上具有廣闊的前景。目前實(shí)現(xiàn)存算一體化的硬件主要包括相變存儲器[5](Phase Change Memory,PCM),阻變存儲器ReRAM[6]以及浮柵器件Flash,其中Flash由于制造工藝成熟,受到廣泛關(guān)注。



本文詳細(xì)內(nèi)容請下載:http://m.jysgc.com/resource/share/2000003598




作者信息:

陳雅倩,黃  魯

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院,安徽 合肥230026)


此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。
主站蜘蛛池模板: 91九色视频无限观看免费| 国产成人综合野草| 国产成人黄色在线观看| 午夜成人精品福利网站在线观看| 亚洲欧美日韩国产精品26u| 久久的精品99精品66| a毛看片免费观看视频| 香港三级理论在线影院| 男人都懂的网址在线看片| 日韩欧美一区二区三区免费看 | 日本三级网站在线观看| 精品久久人人爽天天玩人人妻| 欧美三级在线播放| 小说专区亚洲春色校园| 国产真实乱xxxav| 免费人成视频在线观看不卡| 九九热爱视频精品| 97超级碰碰碰碰久久久久| 色狠狠一区二区| 樱桃视频高清免费观看在线播放 | 99精品人妻少妇一区二区| 边摸边吃奶边做爽免费视频网站| 欧美黄色一级视频| 性一交一乱一伦一色一情| 国产情侣91在线播放| 亚洲欧美在线观看视频| 一区二区三区四区免费视频| 香港国产特级一级毛片| 欧美一卡2卡3卡四卡海外精品| 天天摸天天摸色综合舒服网| 国产免费一区二区三区在线观看| 亚洲免费电影网| 99久久人妻精品免费二区| 精品小视频在线| 日日夜夜天天操| 国产思思99re99在线观看| 亚洲国产精品一区二区九九| 99精品全国免费观看视频| 穿长筒袜的有夫之妇hd中文 | 最近中文字幕在线中文视频| 国产麻豆成91|