The modern deep learning method based on backpropagation has surged in popularity and has been used in multiple domains and application areas. At the same time, there are other -- less-known -- machine learning algorithms with a mature and solid theoretical foundation whose performance remains unexplored. One such example is the brain-like Bayesian Confidence Propagation Neural Network (BCPNN). In this paper, we introduce StreamBrain -- a framework that allows neural networks based on BCPNN to be practically deployed in High-Performance Computing systems. StreamBrain is a domain-specific language (DSL), similar in concept to existing machine learning (ML) frameworks, and supports backends for CPUs, GPUs, and even FPGAs. We empirically demonstrate that StreamBrain can train the well-known ML benchmark dataset MNIST within seconds, and we are the first to demonstrate BCPNN on STL-10 size networks. We also show how StreamBrain can be used to train with custom floating-point formats and illustrate the impact of using different bfloat variations on BCPNN using FPGAs.


翻译:以回推进为基础的现代深深学习方法在广受欢迎,并被用于多个域和应用领域。同时,还有其他 -- -- 不太为人所知的 -- -- 机器学习算法,其成熟和坚实的理论基础的性能仍未探索。其中一个例子是像Bayesian信任促进神经网络(BCPNN)这样的大脑式Bayesian Infrapation神经网络(BCPNN)。在本文中,我们引入了StraamBrain -- -- 这个框架允许基于BCPNN的神经网络在高性能电子计算系统中实际部署。SreamBrain是一种特定域语言(DSL),在概念上类似于现有的机器学习框架(ML),支持CP、GPUs甚至FPGAs的后端。我们从经验上证明,StraamBrain可以在数秒内训练众所周知的ML基准数据集 MNISTL-10尺寸网络中显示BCPNN。我们还展示了如何使用自定义浮动格式培训SreamBreamBRAin,并展示使用不同的bfloat变式对BCP的影响。

0
下载
关闭预览

相关内容

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/
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
深度学习模型剪枝:Slimmable Networks三部曲
极市平台
3+阅读 · 2020年2月22日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
硬件加速神经网络综述
计算机研究与发展
26+阅读 · 2019年2月1日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
Deep Neural Networks and PIDE discretizations
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月5日
Adaptive Neural Trees
Arxiv
4+阅读 · 2018年12月10日
VIP会员
相关资讯
深度学习模型剪枝:Slimmable Networks三部曲
极市平台
3+阅读 · 2020年2月22日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
硬件加速神经网络综述
计算机研究与发展
26+阅读 · 2019年2月1日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员