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可重構(gòu)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

     

摘要

針對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)中卷積核的多樣性導(dǎo)致加速器難以實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的問題,提出了一種可重構(gòu)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器實(shí)現(xiàn)方法。加速器包括18個(gè)處理引擎(PE),每個(gè)PE包含9個(gè)乘累加單元,3個(gè)PE構(gòu)建一個(gè)5×5卷積核實(shí)現(xiàn)卷積核重構(gòu),調(diào)度器通過控制每層所需的卷積核大小和通道數(shù)分配PE實(shí)現(xiàn)卷積處理。加速器支持常見的3×3,5×5卷積核的網(wǎng)絡(luò)模型,加速器采用數(shù)據(jù)復(fù)用以及并行處理的設(shè)計(jì)方法,有效降低了存儲(chǔ)訪問次數(shù),提高了加速器的計(jì)算高效性。通過對(duì)AlexNet進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)表明:使用XC7Z045平臺(tái)在150 MHz的工作頻率下,能效比可以達(dá)到16.89 GOP/s/W,相比于當(dāng)前典型設(shè)計(jì),能效比分別有410%,270%,78%,19%的提升。

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