Experience replay is an essential component in deep reinforcement learning (DRL), which stores the experiences and generates experiences for the agent to learn in real time. Recently, prioritized experience replay (PER) has been proven to be powerful and widely deployed in DRL agents. However, implementing PER on traditional CPU or GPU architectures incurs significant latency overhead due to its frequent and irregular memory accesses. This paper proposes a hardware-software co-design approach to design an associative memory (AM) based PER, AMPER, with an AM-friendly priority sampling operation. AMPER replaces the widely-used time-costly tree-traversal-based priority sampling in PER while preserving the learning performance. Further, we design an in-memory computing hardware architecture based on AM to support AMPER by leveraging parallel in-memory search operations. AMPER shows comparable learning performance while achieving 55x to 270x latency improvement when running on the proposed hardware compared to the state-of-the-art PER running on GPU.


翻译:经验重现是深强化学习(DRL)的一个基本组成部分,它存储了经验,为代理商实时学习创造了经验。最近,优先经验重现(PER)被证明是强大的,在DRL代理商中广泛应用。然而,由于传统的CPU或GPU结构经常和不规则的内存存存存取,对传统的CPU或GPU结构实施PER产生大量的潜伏性间接费用。本文件建议采用硬件软件共同设计一个基于PER(AM)的联动内存(AM),AMPER(AMPER),并采用AMPER优先取样操作。AMPER取代了在PER中广泛使用的时间成本昂贵的树-三角优先取样,同时保留学习性能。此外,我们设计了一个基于AM的模拟计算机硬件结构,通过平行搜索操作来支持AMPER。AMPER在运行拟议硬件时,与在GPU运行的状态-PER时,在55x 270x latency上取得了可比的学习成绩,同时实现了55x 270x latency 改进。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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
1+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
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 · 2009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
15+阅读 · 2018年6月23日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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
1+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
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 · 2009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