Various hardware accelerators have been developed for energy-efficient and real-time inference of neural networks on edge devices. However, most training is done on high-performance GPUs or servers, and the huge memory and computing costs prevent training neural networks on edge devices. This paper proposes a novel tensor-based training framework, which offers orders-of-magnitude memory reduction in the training process. We propose a novel rank-adaptive tensorized neural network model, and design a hardware-friendly low-precision algorithm to train this model. We present an FPGA accelerator to demonstrate the benefits of this training method on edge devices. Our preliminary FPGA implementation achieves $59\times$ speedup and $123\times$ energy reduction compared to embedded CPU, and $292\times$ memory reduction over a standard full-size training.


翻译:开发了各种硬件加速器,用于对边缘装置的神经网络进行节能实时推断,但是,大多数培训都是在高性能GPU或服务器上进行的,而巨大的记忆和计算成本阻碍了对边缘装置的神经网络的培训。本文件提出了一个新型的以高压为基础的培训框架,在培训过程中减少磁性存储量。我们提出了一个新的等级适应性强神经网络模型,并设计了一个方便于硬件的低精度算法来培训这一模型。我们提出了一个FPGA加速器,以展示这种培训方法在边缘装置上的好处。我们初步的FPGA实施实现了59美元的加速和123美元的能源削减,与嵌入式CPU相比,在标准的全面培训中减少了292美元的存储量。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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