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Aceleración de redes neuronales en la placa MPSoC: integración de SNL de SLAC, Rogue Software y Auto-SNL

Created by
  • Haebom

Autor

Hamza Ezzaoui Rahali, Abhilasha Dave, Larry Ruckman, Mohammad Mehdi Rahimifar, Audrey C. Therrien, James J. Russel, Ryan T. Herbst

Describir

Este artículo presenta la Biblioteca de Redes Neuronales (SNL) de SLAC, desarrollada en SLAC para abordar el desafío del procesamiento de datos de pulsos de rayos T14280 de 1 MHz del FEL LCLS-II. SNL es un marco especializado para la inferencia de aprendizaje automático en tiempo real en FPGA, que admite actualizaciones dinámicas de los pesos del modelo para brindar flexibilidad en el aprendizaje adaptativo. También presentamos Auto-SNL, que convierte modelos de redes neuronales basados ​​en Python a código compatible con SNL, y demostramos la latencia competitiva de SNL y la eficiencia en el ahorro de recursos de FPGA mediante una comparación de rendimiento con hls4ml. Sugerimos posibles aplicaciones en diversos campos, como la física de altas energías, la imagenología médica y la robótica.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Proporcionar un marco eficiente para la inferencia de aprendizaje automático en tiempo real (SNL) basada en FPGA.
Soporte para el aprendizaje adaptativo a través de la actualización dinámica del peso del modelo.
Proporciona Auto-SNL, una extensión de Python para una mejor usabilidad.
Se demostró un rendimiento competitivo y una eficiencia de recursos en comparación con hls4ml.
Sugiere aplicabilidad a varios campos que requieren procesamiento de datos de alta velocidad.
Limitations:
Falta de mención específica del mantenimiento a largo plazo y de los sistemas de apoyo comunitario para SNL y Auto-SNL.
Se necesita más investigación sobre la escalabilidad a diferentes arquitecturas FPGA y otros modelos ML.
Los resultados de referencia presentados en este documento están limitados a un FPGA específico (Xilinx ZCU102) y requieren una mayor verificación de generalización.
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