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
刚刚
舒心磬发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
3秒前
科目三应助夭夭采纳,获得10
5秒前
LRRRrRT发布了新的文献求助10
5秒前
派大星发布了新的文献求助10
6秒前
汉堡包应助心晴采纳,获得10
6秒前
Zw关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
靓丽的小懒虫完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
10秒前
称心的依凝完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
ee发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
一只小居发布了新的文献求助10
14秒前
斯文败类应助小牛采纳,获得10
15秒前
小姜发布了新的文献求助20
15秒前
15秒前
hobi完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
蔡宇滔发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
科研通AI6.4应助超男采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
xuanbao发布了新的文献求助10
18秒前
是哇哦发布了新的文献求助10
18秒前
tiboli发布了新的文献求助10
20秒前
张一亦可完成签到,获得积分10
20秒前
英姑应助西瓜瓜采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
失眠翠芙应助Leo采纳,获得10
21秒前
MooN完成签到,获得积分10
22秒前
22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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
Comparative Elite Sport Development Systems, Structures and Public Policy 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211365
关于积分的说明 19758586
捐赠科研通 7204977
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275778
关于科研通互助平台的介绍 2437385
邀请新用户注册赠送积分活动 2272936