Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.15603v1

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 硬件架构

arXiv:2507.15603v1 (cs)
[提交于 2025年7月21日 ]

标题: 当流水线内存加速器遇到脉冲直接反馈对齐:一种类脑边缘计算的协同设计

标题: When Pipelined In-Memory Accelerators Meet Spiking Direct Feedback Alignment: A Co-Design for Neuromorphic Edge Computing

Authors:Haoxiong Ren, Yangu He, Kwunhang Wong, Rui Bao, Ning Lin, Zhongrui Wang, Dashan Shang
摘要: 脉冲神经网络(SNNs)由于其节能和事件驱动的处理能力,越来越受到在资源受限的边缘设备上部署的青睐。 然而,由于传统反向传播算法在基于脉冲系统的适应中计算强度大,训练SNN仍然具有挑战性。 在本文中,我们提出了一种新颖的软硬件协同设计,引入了一种硬件友好的训练算法,即脉冲直接反馈对齐(SDFA),并在基于电阻随机存取存储器(RRAM)的内存内计算(IMC)架构上实现,称为PipeSDFA,以加速SNN训练。 在软件方面,通过消除顺序误差传播,SDFA降低了SNN训练的计算复杂度。 在硬件方面,基于IMC架构设计了一个三级流水数据流,以并行化训练过程。 实验结果表明,与基线相比,PipeSDFA训练加速器在五个数据集上的准确率损失不到2%,同时与PipeLayer相比,训练时间和能耗分别减少了1.1X~10.5X和1.37X~2.1X。
摘要: Spiking Neural Networks (SNNs) are increasingly favored for deployment on resource-constrained edge devices due to their energy-efficient and event-driven processing capabilities. However, training SNNs remains challenging because of the computational intensity of traditional backpropagation algorithms adapted for spike-based systems. In this paper, we propose a novel software-hardware co-design that introduces a hardware-friendly training algorithm, Spiking Direct Feedback Alignment (SDFA) and implement it on a Resistive Random Access Memory (RRAM)-based In-Memory Computing (IMC) architecture, referred to as PipeSDFA, to accelerate SNN training. Software-wise, the computational complexity of SNN training is reduced by the SDFA through the elimination of sequential error propagation. Hardware-wise, a three-level pipelined dataflow is designed based on IMC architecture to parallelize the training process. Experimental results demonstrate that the PipeSDFA training accelerator incurs less than 2% accuracy loss on five datasets compared to baselines, while achieving 1.1X~10.5X and 1.37X~2.1X reductions in training time and energy consumption, respectively compared to PipeLayer.
评论: 2025年国际计算机辅助设计会议
主题: 硬件架构 (cs.AR)
引用方式: arXiv:2507.15603 [cs.AR]
  (或者 arXiv:2507.15603v1 [cs.AR] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.15603
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Haoxiong Ren [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 7 月 21 日 13:26:02 UTC (4,773 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.AR
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号