Deep learning is highly pervasive in today's data-intensive era. In particular, convolutional neural networks (CNNs) are being widely adopted in a variety of fields for superior accuracy. However, computing deep CNNs on traditional CPUs and GPUs brings several performance and energy pitfalls. Several novel approaches based on ASIC, FPGA, and resistive-memory devices have been recently demonstrated with promising results. Most of them target only the inference (testing) phase of deep learning. There have been very limited attempts to design a full-fledged deep learning accelerator capable of both training and inference. It is due to the highly compute and memory-intensive nature of the training phase. In this paper, we propose LiteCON, a novel analog photonics CNN accelerator. LiteCON uses silicon microdisk-based convolution, memristor-based memory, and dense-wavelength-division-multiplexing for energy-efficient and ultrafast deep learning. We evaluate LiteCON using a commercial CAD framework (IPKISS) on deep learning benchmark models including LeNet and VGG-Net. Compared to the state-of-the-art, LiteCON improves the CNN throughput, energy efficiency, and computational efficiency by up to 32x, 37x, and 5x respectively with trivial accuracy degradation.


翻译:深度学习在当今数据密集的时代非常普遍。 特别是,革命性神经网络(CNNs)在各个领域被广泛采用,以达到更高的准确性。 但是,在传统的CPU和GPPS上计算深重CNN时,可以产生一些性能和能量陷阱。 以ASIC、FPGA和耐性模拟装置为基础的一些新颖方法最近已经展示出令人充满希望的结果。 它们大多只针对深层学习的推论(测试)阶段。 设计一个完全的深层学习加速器(CNNs)的尝试非常有限。 由于培训阶段具有高度的快速和记忆密集的性质,我们建议使用LiteCon, 一种新型的类似光性CNNCN 加速器。 里特康使用硅的微调感应、 以记忆为基础的记忆,以及密集的波长成宽度-多变异的深度学习。 我们用商业的CAD(IPKISIS)框架来评估精度和记忆密集的深层精度加速度加速度, 通过LEGISNet和C-CSQ-CON-C-CAL-Q-Q-Q-Q-Syal-Q-Syal-Syal-Syal-Sild-Syal-st-Sildal-Sildal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal disal-st-deal-stal 和Cal-cal-cal-cal-cal-dal-cal-dal-dal-dal-dal-dal-dal-dal-cal-dal-dal-d-dal-dal-dal-deal-deal-dal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-dal-deal-deal-dal-dal-dal-deal-deal-deal-deal-deal-labal-deal-deal-d-deal-deal-deal-deal-deal-deal-deal-d-d-deal-lax,我们,我们,通过L-

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