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Réseaux neuronaux ternaires imprimés de précision arbitraire avec approximation évolutive holistique

Created by
  • Haebom

Auteur

Vojtech Mrazek, Konstantinos Balaskas, Paula Carolina Lozano Duarte, Zdenek Vasicek, Mehdi B. Tahoori, Georgios Zervakis

Contour

Cet article présente l'électronique imprimée comme une alternative prometteuse aux systèmes à base de silicium pour les applications exigeant flexibilité, extensibilité, conformabilité et coûts de fabrication ultra-faibles. Malgré la taille importante de l'électronique imprimée, les réseaux de neurones imprimés (RN) ont suscité un intérêt considérable pour répondre aux exigences des applications cibles. Cependant, la mise en œuvre de circuits complexes reste difficile. Cette étude aborde l'écart entre précision de classification et efficacité surfacique dans les réseaux de neurones imprimés en abordant la conception et la co-optimisation de l'ensemble du système de proximité traitement-capteur, de l'interface analogique-numérique (un goulot d'étranglement majeur en termes de surface et de puissance) au classificateur numérique. Cet article propose un cadre automatisé pour la conception de réseaux de neurones ternaires imprimés avec une précision d'entrée arbitraire, utilisant l'optimisation multi-objectifs et l'approximation globale. Le circuit proposé surpasse les réseaux de neurones imprimés approximatifs conventionnels de 17 fois en moyenne en surface et de 59 fois en puissance, et est le premier à permettre un fonctionnement sur batterie imprimé avec une perte de précision inférieure à 5 % tout en tenant compte du coût de l'interface analogique-numérique.

Takeaways, Limitations_

Takeaways:
Nous présentons un cadre de conception automatisé pour les réseaux neuronaux ternaires imprimés, améliorant considérablement l'efficacité de la surface et de la puissance.
Par rapport aux recherches précédentes, nous avons obtenu des performances 17 fois plus grandes en termes de surface et 59 fois plus petites en termes de puissance.
Permet une impression alimentée par batterie avec une perte de précision inférieure à 5 %.
Nous présentons une optimisation de conception qui prend en compte le coût de l'interfaçage analogique-numérique.
Limitations:
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier la généralité du cadre proposé et son applicabilité à divers domaines d’application.
Il existe un manque d’analyse des erreurs et de la variabilité qui peuvent survenir au cours du processus d’impression et de fabrication.
L’applicabilité et l’évaluation des performances pour des structures de réseaux neuronaux plus complexes sont nécessaires.
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