The recent breakthroughs and prohibitive complexities of Deep Neural Networks (DNNs) have excited extensive interest in domain-specific DNN accelerators, among which optical DNN accelerators are particularly promising thanks to their unprecedented potential of achieving superior performance-per-watt. However, the development of optical DNN accelerators is much slower than that of electrical DNN accelerators. One key challenge is that while many techniques have been developed to facilitate the development of electrical DNN accelerators, techniques that support or expedite optical DNN accelerator design remain much less explored, limiting both the achievable performance and the innovation development of optical DNN accelerators. To this end, we develop the first-of-its-kind framework dubbed O-HAS, which for the first time demonstrates automated Optical Hardware Accelerator Search for boosting both the acceleration efficiency and development speed of optical DNN accelerators. Specifically, our O-HAS consists of two integrated enablers: (1) an O-Cost Predictor, which can accurately yet efficiently predict an optical accelerator's energy and latency based on the DNN model parameters and the optical accelerator design; and (2) an O-Search Engine, which can automatically explore the large design space of optical DNN accelerators and identify the optimal accelerators (i.e., the micro-architectures and algorithm-to-accelerator mapping methods) in order to maximize the target acceleration efficiency. Extensive experiments and ablation studies consistently validate the effectiveness of both our O-Cost Predictor and O-Search Engine as well as the excellent efficiency of O-HAS generated optical accelerators.


翻译:深神经网络(DNN)最近出现的突破和令人难以接受的复杂情况激化了人们对具体域域的 DNN 加速器的极大兴趣,其中光学 DNN 加速器的可实现性能和创新性发展特别有希望,因为它们具有实现超优性能/瓦的前所未有的潜力。然而,光学 DNNN 加速器的开发比电气 DNN 加速器的开发要慢得多。一个关键的挑战是,虽然已经开发了许多技术来推动DNN 加速器的开发,但支持或加速光学 DNNN 加速器设计的技术仍然很少被探索,从而限制了光学 DNNNC 加速器的可实现性能和智能加速器的研发。为此,我们开发了第一个称为O-HAS的硬体加速器加速器加速器框架,首次展示了光学硬体加速器加速器的加速率和发展速度。具体地说,我们的O-HAS系统由两个集成的推进器组成:(1) O-C-C-Stencial C Silver 和O-deal deal deal deal deal develyal deal deal deal deal deal deal deal deal deal deal deal deal deal deal develut the a 和光研判动一个以光动的光标的光标的光动的光动的光极节节能和光学的光学的极节节能器,它能效率。

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