Deep Neural Networks (DNNs) have emerged as the most effective programming paradigm for computer vision and natural language processing applications. With the rapid development of DNNs, efficient hardware architectures for deploying DNN-based applications on edge devices have been extensively studied. Emerging Non-Volatile Memories (NVMs), with their better scalability, non-volatility and good read performance, are found to be promising candidates for deploying DNNs. However, despite the promise, emerging NVMs often suffer from reliability issues such as stuck-at faults, which decrease the chip yield/memory lifetime and severely impact the accuracy of DNNs. A stuck-at cell can be read but not reprogrammed, thus, stuck-at faults in NVMs may or may not result in errors depending on the data to be stored. By reducing the number of errors caused by stuck-at faults, the reliability of a DNN-based system can be enhanced. This paper proposes CRAFT, i.e., Criticality-Aware Fault-Tolerance Enhancement Techniques to enhance the reliability of NVM-based DNNs in the presence of stuck-at faults. A data block remapping technique is used to reduce the impact of stuck-at faults on DNNs accuracy. Additionally, by performing bit-level criticality analysis on various DNNs, the critical-bit positions in network parameters that can significantly impact the accuracy are identified. Based on this analysis, we propose an encoding method which effectively swaps the critical bit positions with that of non-critical bits when more errors (due to stuck-at faults) are present in the critical bits.


翻译:深神经网络(DNN)已经成为计算机视觉和自然语言处理应用程序最有效的编程范例。随着DNN的快速发展,在边缘设备上部署DNN应用程序的高效硬件结构已经得到了广泛研究。新兴的非Volalile Memories(NVMs)的可缩放性、非挥发性和良好的阅读性能都被认为是部署DNN的有希望的候选人。然而,尽管有希望,新兴的NVMs经常受到一些可靠性问题的困扰,例如,在离线参数过错时,会降低芯片的产量/模拟寿命,并严重影响DNNNN的准确性。一个在屏幕上部署的固定的硬件的硬件结构可以读取,但NVM M 的悬浮错误可能会或不会导致数据储存的错误。 降低基于 DNNNW 的系统误差的可靠性。 本文建议CRAFT, e., 关键-Awary-Awarn-TENENE 增强 DENTION的不精确性, 从而有效地提高NNVM 的精确性定位的精确性, 正在将使用一个精确的DNNNNNNND的精确性数据分析。

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