With the rising complexity of numerous novel applications that serve our modern society comes the strong need to design efficient computing platforms. Designing efficient hardware is, however, a complex multi-objective problem that deals with multiple parameters and their interactions. Given that there are a large number of parameters and objectives involved in hardware design, synthesizing all possible combinations is not a feasible method to find the optimal solution. One promising approach to tackle this problem is statistical modeling of a desired hardware performance. Here, we propose a model-based active learning approach to solve this problem. Our proposed method uses Bayesian models to characterize various aspects of hardware performance. We also use transfer learning and Gaussian regression bootstrapping techniques in conjunction with active learning to create more accurate models. Our proposed statistical modeling method provides hardware models that are sufficiently accurate to perform design space exploration as well as performance prediction simultaneously. We use our proposed method to perform design space exploration and performance prediction for various hardware setups, such as micro-architecture design and OpenCL kernels for FPGA targets. Our experiments show that the number of samples required to create performance models significantly reduces while maintaining the predictive power of our proposed statistical models. For instance, in our performance prediction setting, the proposed method needs 65% fewer samples to create the model, and in the design space exploration setting, our proposed method can find the best parameter settings by exploring less than 50 samples.


翻译:随着为现代社会服务的众多新型应用程序越来越复杂,设计高效的计算平台的需求正在增长。但是,设计高效的硬件是一个复杂的多目标问题,涉及多个参数及其相互作用。由于硬件设计涉及大量参数和目标,综合所有可能的组合并不是找到最优解的可行方法。解决这个问题的一个有前途的方法是统计建模实现所需硬件性能。本文提出了一种基于模型的主动学习方法来解决这个问题。我们提出的方法使用贝叶斯模型来表征所需硬件性能的各个方面。我们还结合了迁移学习和高斯回归引导技术以及主动学习来创建更准确的模型。我们提出的统计建模方法提供了足够准确的硬件模型,可以同时执行设计空间探索和性能预测。 我们使用我们提出的方法来执行各种硬件设置的设计空间探索和性能预测,例如微结构设计和用于FPGA目标的OpenCL内核。我们的实验表明,我们提出的统计模型所需的样本数量显著减少,同时保持预测能力。例如,在我们的性能预测设置中,所提出的方法只需65%的样本即可创建模型,在设计空间探索设置中,我们提出的方法只需探索不到50个样本即可找到最佳参数设置。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
118+阅读 · 2022年4月21日
【NeurIPS 2019 Apple成果汇总】《Apple at NeurIPS 2019》
专知会员服务
10+阅读 · 2019年12月6日
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
31+阅读 · 2020年6月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
0+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 · 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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
27+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
Arxiv
12+阅读 · 2022年4月30日
VIP会员
相关资讯
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
31+阅读 · 2020年6月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
0+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 · 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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员