Spiking Neural Networks (SNNs) are energy efficient alternatives to commonly used deep neural networks (DNNs). Through event-driven information processing, SNNs can reduce the expensive compute requirements of DNNs considerably, while achieving comparable performance. However, high inference latency is a significant hindrance to the edge deployment of deep SNNs. Computation over multiple timesteps not only increases latency as well as overall energy budget due to higher number of operations, but also incurs memory access overhead of fetching membrane potentials, both of which lessen the energy benefits of SNNs. To overcome this bottleneck and leverage the full potential of SNNs, we propose an Iterative Initialization and Retraining method for SNNs (IIR-SNN) to perform single shot inference in the temporal axis. The method starts with an SNN trained with T timesteps (T>1). Then at each stage of latency reduction, the network trained at previous stage with higher timestep is utilized as initialization for subsequent training with lower timestep. This acts as a compression method, as the network is gradually shrunk in the temporal domain. In this paper, we use direct input encoding and choose T=5, since as per literature, it is the minimum required latency to achieve satisfactory performance on ImageNet. The proposed scheme allows us to obtain SNNs with up to unit latency, requiring a single forward pass during inference. We achieve top-1 accuracy of 93.05%, 70.15% and 67.71% on CIFAR-10, CIFAR-100 and ImageNet, respectively using VGG16, with just 1 timestep. In addition, IIR-SNNs perform inference with 5-2500X reduced latency compared to other state-of-the-art SNNs, maintaining comparable or even better accuracy. Furthermore, in comparison with standard DNNs, the proposed IIR-SNNs provide25-33X higher energy efficiency, while being comparable to them in classification performance.


翻译:Spik Neal网络(SNNS)是常用的精密神经网络(DNNS)的节能替代能源高效替代物。通过由事件驱动的信息处理,SNNS可以大幅降低DNNS昂贵的计算要求,同时达到可比较的性能。然而,高推力延迟是深SNNS边缘部署的重大障碍。多时间步骤的计算不仅提高了延缓度,也增加了总体能源预算。由于操作次数的增加,而且产生了获取Membrane潜力(DNNS)的内存访问管理。 通过由事件驱动的信息处理,SNNNNNNS可以大幅降低费用计算。 通过事件驱动的信息处理,SNNNNCS公司可以大大降低成本的初始化和再培训方法,SNDERS系统可以逐步在时间轴中进行压缩,S-RERS-I系统可以降低成本,而S-NRER系统则可以逐步在时间节中进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
论文共读 | Attention is All You Need
黑龙江大学自然语言处理实验室
14+阅读 · 2017年9月7日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Attention is All You Need | 每周一起读
PaperWeekly
10+阅读 · 2017年6月28日
Arxiv
27+阅读 · 2017年12月6日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
论文共读 | Attention is All You Need
黑龙江大学自然语言处理实验室
14+阅读 · 2017年9月7日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Attention is All You Need | 每周一起读
PaperWeekly
10+阅读 · 2017年6月28日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员