Recently, the applications of deep neural network (DNN) have been very prominent in many fields such as computer vision (CV) and natural language processing (NLP) due to its superior feature extraction performance. However, the high-dimension parameter model and large-scale mathematical calculation restrict the execution efficiency, especially for Internet of Things (IoT) devices. Different from the previous cloud/edge-only pattern that brings huge pressure for uplink communication and device-only fashion that undertakes unaffordable calculation strength, we highlight the collaborative computation between the device and edge for DNN models, which can achieve a good balance between the communication load and execution accuracy. Specifically, a systematic on-demand co-inference framework is proposed to exploit the multi-branch structure, in which the pre-trained Alexnet is right-sized through \emph{early-exit} and partitioned at an intermediate DNN layer. The integer quantization is enforced to further compress transmission bits. As a result, we establish a new Deep Reinforcement Learning (DRL) optimizer-Soft Actor Critic for discrete (SAC-d), which generates the \emph{exit point}, \emph{partition point}, and \emph{compressing bits} by soft policy iterations. Based on the latency and accuracy aware reward design, such an optimizer can well adapt to the complex environment like dynamic wireless channel and arbitrary CPU processing, and is capable of supporting the 5G URLLC. Real-world experiment on Raspberry Pi 4 and PC shows the outperformance of the proposed solution.


翻译:最近,深神经网络(DNN)的应用在许多领域非常突出,如计算机视觉(CV)和自然语言处理(NLP)等,由于它的高级性能提取性能,在诸如计算机视觉(CV)和自然语言处理(NLP)等许多领域的应用非常突出。然而,高dimenion参数模型和大规模数学计算限制了执行效率,特别是在Thims(IoT)设备的互联网上。不同于以前对上链接通信和只使用设备的方式带来巨大压力,从而产生无法负担的计算强度。我们强调DNN模型的装置和边缘之间的协作计算,这可以在通信负荷和执行准确性之间实现良好的平衡。具体地说,一个系统的按需共推导框架,以利用多分支结构,在这个结构中,经过预先训练的Alexnet通过\emph{early-ex} 和中间的 DNNNNP层的分区来进行正确尺寸。整整分解是为了进一步压缩传输点。结果,我们建立了一个新的深度强化学习(DRL) 最优化的Coptal-Soft Caltictal-cal-cal-cal-cental-cal-cal-cal-cal-cal-creal-cristrutislation) 5-listrut the decal-deal-deal-deal-lifle, Slifle, 和Bet-deal-de-dal-d-d-liformlock-d-lifal-d-d-d-dal-dalph-d-listr-d-d-d-d-lifrifrigment-d-d-d-d-dal-destr-d-d-d-d-d-d-deal-d-d-d-d-d-d-d-d-deal-d-deal-dal-dal-lical-dal-dal-dal-dal-deal-deal-d-dal-d-d-d-d-d-lation-ld-lical-d-d-d-deal-li、Side-d-lation-li、Sld-ld-

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