Towards High Performance and Accurate BNN Inference on FPGA with Structured Fine-Grained Pruning

计算机科学 加速 修剪 并行计算 推论 现场可编程门阵列 量化(信号处理) 计算机工程 移植 利用 算法 软件 人工智能 计算机硬件 农学 生物 程序设计语言 计算机安全
作者
Keqi Fu,Zhi Qi,Jiaxuan Cai,Xulong Shi
标识
DOI:10.1145/3508352.3549368
摘要

As the extreme case of quantization networks, Binary Neural Networks (BNNs) have received tremendous attention due to many hardware-friendly properties in terms of storage and computation. To reach the limit of compact models, we attempt to combine binarization with pruning techniques, further exploring the redundancy of BNNs. However, coarse-grained pruning methods may cause server accuracy drops, while traditional fine-grained ones induce irregular sparsity hard to be utilized by hardware. In this paper, we propose two advanced fine-grained BNN pruning modules, i.e., structured channel-wise kernel pruning and dynamic spatial pruning, from a joint perspective of algorithm and hardware. The pruned BNN models are trained from scratch and present not only a higher precision but also a high degree of parallelism. Then, we develop an accelerator architecture that can effectively exploit the sparsity caused by our algorithm. Finally, we implement the pruned BNN models on an embedded FPGA (Ultra96v2). The results show that our software and hardware codesign achieves 5.4x inference-speedup than the baseline BNN, with higher resource and energy efficiency compared with prior FPGA implemented BNN works.

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
vary发布了新的文献求助10
刚刚
华仔的应助被科研小狗采纳,获得10
刚刚
淡然不言完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Zhu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ding的应助被qq大魔王采纳,获得10
3秒前
lkk完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Air云完成签到,获得积分0
3秒前
orixero的应助被高高的雅容采纳,获得10
4秒前
tian完成签到,获得积分10
5秒前
smiler488发布了新的文献求助10
5秒前
orixero的应助被芝麻是什么味道采纳,获得10
5秒前
6秒前
Lumu271199发布了新的文献求助10
6秒前
蓝莓发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
Zhu完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
隐形曼青的应助被高贵振家采纳,获得10
7秒前
wwwwM完成签到,获得积分10
7秒前
嘻嘻完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
11秒前
11秒前
11秒前
科研小狗发布了新的文献求助10
12秒前
悠着点儿卷吧完成签到 ,获得积分10
12秒前
echo完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
hhh发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
hanzhiyuxing发布了新的文献求助10
14秒前
ppppp完成签到,获得积分10
14秒前
14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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8078641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9495791
关于积分的说明 21390052
捐赠科研通 7646920
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400730
关于科研通互助平台的介绍 2530129
邀请新用户注册赠送积分活动 2439456