Hardware/Software Co-Exploration of Neural Architectures

计算机科学 软件 集合(抽象数据类型) 超参数 设计空间探索 人工神经网络 计算机工程 人工智能 建筑 强化学习 太空探索 机器学习 计算机体系结构 计算机硬件 嵌入式系统 程序设计语言 工程类 艺术 视觉艺术 航空航天工程
作者
Weiwen Jiang,Lei Yang,Edwin H.‐M. Sha,Qingfeng Zhuge,Shouzhen Gu,Sakyasingha Dasgupta,Yiyu Shi,Jingtong Hu
出处
期刊:IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:39 (12): 4805-4815 被引量:122
标识
DOI:10.1109/tcad.2020.2986127
摘要

We propose a novel hardware and software co-exploration framework for efficient neural architecture search (NAS). Different from existing hardware-aware NAS which assumes a fixed hardware design and explores the NAS space only, our framework simultaneously explores both the architecture search space and the hardware design space to identify the best neural architecture and hardware pairs that maximize both test accuracy and hardware efficiency. Such a practice greatly opens up the design freedom and pushes forward the Pareto frontier between hardware efficiency and test accuracy for better design tradeoffs. The framework iteratively performs a two-level (fast and slow) exploration. Without lengthy training, the fast exploration can effectively fine-tune hyperparameters and prune inferior architectures in terms of hardware specifications, which significantly accelerates the NAS process. Then, the slow exploration trains candidates on a validation set and updates a controller using the reinforcement learning to maximize the expected accuracy together with the hardware efficiency. In this article, we demonstrate that the co-exploration framework can effectively expand the search space to incorporate models with high accuracy, and we theoretically show that the proposed two-level optimization can efficiently prune inferior solutions to better explore the search space. The experimental results on ImageNet show that the co-exploration NAS can find solutions with the same accuracy, 35.24% higher throughput, 54.05% higher energy efficiency, compared with the hardware-aware NAS.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
6666应助小白采纳,获得10
刚刚
田様应助谨慎的寒松采纳,获得10
1秒前
科目三应助谨慎的寒松采纳,获得10
1秒前
丘比特应助谨慎的寒松采纳,获得30
1秒前
情怀应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
Orange应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
酷波er应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
2秒前
所所应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
情怀应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
上官若男应助谨慎的寒松采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助翟翟采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助翟翟采纳,获得10
2秒前
滕祥给滕祥的求助进行了留言
3秒前
3秒前
killer发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
YM完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
阿辉发布了新的文献求助10
6秒前
英姑应助shm123321采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
rocky发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
清醒完成签到,获得积分10
8秒前
hyee1发布了新的文献求助10
9秒前
英姑应助wuxunxun2015采纳,获得10
9秒前
喜东东完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
贾亮完成签到,获得积分10
10秒前
Howie发布了新的文献求助10
10秒前
温陆宇发布了新的文献求助10
11秒前
LULU完成签到,获得积分10
11秒前
张好好完成签到,获得积分10
11秒前
小比熊发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5735420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5360561
关于积分的说明 15329871
捐赠科研通 4879609
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622093
邀请新用户注册赠送积分活动 1571250
关于科研通互助平台的介绍 1528108