计算机科学 > 硬件架构
[提交于 2025年7月6日
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标题: da4ml:FPGA上实时神经网络的分布式算术
标题: da4ml: Distributed Arithmetic for Real-time Neural Networks on FPGAs
摘要: 具有微秒级延迟要求的神经网络,如在欧洲核子研究中心大型强子对撞机上使用的神经网络,通常部署在完全展开和流水线化的FPGA上。 此类神经网络部署的一个瓶颈是面积利用率,这与所需的常量矩阵-向量乘法(CMVM)操作直接相关。 在本工作中,我们提出了一种高效的算法,用于在FPGA上使用分布式算术(DA)实现CMVM操作,该算法同时优化了面积消耗和延迟。 该算法实现了与最先进算法相似的资源减少,同时计算速度显著更快。 所提出的算法已开源,并集成到\texttt{hls4ml}库中,这是一个用于在FPGA上运行实时神经网络推理的免费开源库。 我们展示了所提出的算法可以在现实的、高度量化神经网络中减少芯片内资源多达三分之一,同时减少延迟,从而实现之前不可行的网络。
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