The determination of charged particle trajectories in collisions at the CERN Large Hadron Collider (LHC) is an important but challenging problem, especially in the high interaction density conditions expected during the future high-luminosity phase of the LHC (HL-LHC). Graph neural networks (GNNs) are a type of geometric deep learning algorithm that has successfully been applied to this task by embedding tracker data as a graph -- nodes represent hits, while edges represent possible track segments -- and classifying the edges as true or fake track segments. However, their study in hardware- or software-based trigger applications has been limited due to their large computational cost. In this paper, we introduce an automated translation workflow, integrated into a broader tool called $\texttt{hls4ml}$, for converting GNNs into firmware for field-programmable gate arrays (FPGAs). We use this translation tool to implement GNNs for charged particle tracking, trained using the TrackML challenge dataset, on FPGAs with designs targeting different graph sizes, task complexites, and latency/throughput requirements. This work could enable the inclusion of charged particle tracking GNNs at the trigger level for HL-LHC experiments.


翻译:确定CERN 大型 Hadron相撞器(LHC)碰撞中的有电粒子轨迹是一个重要但具有挑战性的问题,特别是在LHC (HL-LHC) 未来高光度阶段预期的高交互密度条件下。 图形神经网络(GNNS)是一种几何深学习算法,已经成功地应用于这项任务,将跟踪器数据嵌入一个图表 -- -- 节点代表着撞击,而边缘代表着可能的轨道段 -- -- 并且将边缘分类为真实或假轨道段。然而,它们在硬件或软件触发应用程序中进行的研究有限,原因是其计算成本巨大。 在本文中,我们引入了一种自动翻译工作流程,将其整合到名为$\textt{hls4ml}的更广泛的工具中,用于将GNNNS转化为实地可规划的门阵列(FGGGGG)的硬件。我们使用这一翻译工具来实施GNNS的充电磁跟踪,并经过CrymL挑战数据集的培训,用于针对不同图形大小的设计、任务复杂度的磁带的磁带的磁带跟踪/透视系统。

1
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
22+阅读 · 2022年3月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
17+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关论文
Arxiv
22+阅读 · 2022年3月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
17+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员