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ApproXAI: Energy-Efficient Hardware Acceleration of Explainable AI using Approximate Computing

Created by
  • Haebom

저자

Ayesha Siddique, Khurram Khalil, Khaza Anuarul Hoque

개요

본 논문은 실시간 환경에서의 설명 가능한 인공지능(XAI)의 에너지 효율성 문제를 해결하기 위해 XAIedge 프레임워크를 제안합니다. XAIedge는 근사 연산 기법을 통합된 기울기, 모델 증류, 섀플리 분석과 같은 XAI 알고리즘에 적용하여, 컨볼루션, 푸리에 변환 및 근사 연산 패러다임 간의 시너지를 활용함으로써 TPU 기반 에지 장치에서 효율적인 하드웨어 가속을 가능하게 합니다. 기존 정확한 XAI 하드웨어 가속 기법과 비교하여 에너지 효율성을 2배 향상시키면서 동등한 정확도를 유지한다는 것을 실험적으로 입증합니다.

시사점, 한계점

시사점:
에너지 제약이 있는 실시간 애플리케이션에서 설명 가능한 AI의 배포를 크게 발전시킬 가능성을 제시합니다.
TPU 기반 에지 장치에서 XAI 알고리즘의 효율적인 하드웨어 가속을 위한 새로운 프레임워크를 제공합니다.
근사 연산 기법을 활용하여 에너지 효율성을 2배 향상시키면서 동등한 정확도를 유지합니다.
한계점:
제안된 프레임워크의 성능은 특정 TPU 기반 에지 장치 및 특정 XAI 알고리즘에 국한될 수 있습니다. 다양한 하드웨어 및 알고리즘에 대한 추가적인 실험이 필요합니다.
근사 연산을 사용함으로써 발생하는 정확도 저하의 정도와 허용 가능한 범위에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
다른 유형의 XAI 알고리즘에 대한 적용성에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
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