A High Throughput Multi-bit-width 3D Systolic Accelerator for NAS Optimized Deep Neural Networks on FPGA

现场可编程门阵列 吞吐量 计算机科学 卷积神经网络 人工神经网络 收缩阵列 特征(语言学) 能源消耗 计算科学 计算机硬件 嵌入式系统 并行计算 人工智能 工程类 超大规模集成 无线 电信 语言学 哲学 电气工程
作者
Mingqiang Huang,Yucen Liu,Quan Cheng,Shuxin Yang,Kai Li,Junyi Luo,Zhengke Yang,Qiufeng Li,Hao Yu,Changhai Man
标识
DOI:10.1145/3490422.3502343
摘要

Neural architecture search (NAS) optimized multi-bit-width convolutional neural network (CNN) maintains the balance between network performance and efficiency, thus enlightening a promising method for accurate yet energy-efficient edge computing. In this work, we propose a high throughput three-dimensional (3D) systolic accelerator for NAS optimized CNNs, in which the input feature matrix, weight matrix and output feature matrix are delivering vertically, horizontally and perpendicularly through the systolic array respectively. With 3D systolic data flow, the processing time and logic resources consumption can be both reduced compared to the classical non-stationary systolic array. Besides, Booth-based multi-bit-width (INT2/4/8) multiply-add-accumulation (MAC) unit is developed within the 3D systolic accelerator. Deployed on FPGA platform Xilinx ZCU102, peek performance of the convolutional layer can reach as high as 2775 GOPS for INT2, 1650 GOPS for INT4, and 816 GOPS for INT8 respectively. The average performance on accelerating full NAS VGG16 network is 647 GOPS.

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
1111完成签到,获得积分10
刚刚
爆米花应助天天采纳,获得10
刚刚
Yuan完成签到,获得积分10
1秒前
田様应助shancui采纳,获得10
4秒前
orixero应助精明鸵鸟采纳,获得10
4秒前
虚心八宝粥完成签到,获得积分10
4秒前
万能图书馆应助风清扬采纳,获得10
5秒前
爆米花应助小米的稻田采纳,获得10
6秒前
6秒前
xzj发布了新的文献求助10
7秒前
宋小雅完成签到,获得积分10
7秒前
大力的灵雁应助WangAlexander采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.4应助赴宴采纳,获得20
8秒前
脑洞疼应助科研凡采纳,获得10
8秒前
GU完成签到,获得积分10
9秒前
YTLL完成签到,获得积分10
9秒前
木木酱完成签到,获得积分10
9秒前
天天快乐应助VV采纳,获得10
10秒前
摆渡人发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
天天完成签到,获得积分10
11秒前
chompa完成签到,获得积分10
12秒前
boook完成签到,获得积分10
12秒前
天天发布了新的文献求助10
14秒前
最好完成签到 ,获得积分10
14秒前
领导范儿应助Skuld采纳,获得10
14秒前
结实星星发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
万能图书馆应助a_jumper采纳,获得10
16秒前
yybo发布了新的文献求助10
16秒前
Jessie完成签到,获得积分10
16秒前
wennie111完成签到,获得积分10
16秒前
摆渡人完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
诚心芷巧完成签到,获得积分10
17秒前
安烁完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
豪大大12138完成签到,获得积分10
20秒前
shancui发布了新的文献求助10
20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
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Russian Politics Today: Stability and Fragility (2nd Edition) 500
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
Der Gleislage auf der Spur 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6083008
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7913337
关于积分的说明 16367363
捐赠科研通 5218188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2789785
邀请新用户注册赠送积分活动 1772889
关于科研通互助平台的介绍 1649256