SHF: Small: Dynamic Gating and Adaptation of Deep Neural Networks for Efficient Inference and Training

SHF:小型:深度神经网络的动态门控和适应,用于高效推理和训练

基本信息

  • 批准号:
    2007832
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-06-15 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The past half-decade has seen unprecedented growth in machine learning with deep neural networks (DNNs), which now represent the state-of-the-art in many AI applications. However, existing DNN models require substantial memory and computing power, which greatly limit their use in resource-constrained systems such as mobile and IoT devices. This project will develop new algorithms and hardware to significantly improve the efficiency of DNNs, and represents an important step towards enabling fast and adaptive DNN executions even in resource-limited environments. In that sense, this project has the potential to enable a wider deployment of machine learning, which will play a critical role in many aspects of the future smart society. The research project will provide research training opportunities to the students as well as new curriculum development by leveraging existing resources at Cornell, e.g., summer camps as well as an outreach programs for high-school students including women.This project aims to significantly improve the efficiency of DNNs, while maintaining high accuracy, by co-developing algorithm optimizations and an efficient hardware-accelerator architecture. While there exist many lines of work on reducing DNN execution costs, the majority of these techniques are designed primarily to improve inference and perform static optimizations that reduce computation uniformly for all inputs or only exploit a limited form of dynamic sparsity, namely zeros. This project aims to enable new performance-accuracy trade-off points for DNNs that are not possible today by exploiting general forms of dynamic sparsity that are specific to each input at run-time. More specifically, the project plans to investigate input-specific gating techniques that can remove redundant computations for both training and inference, develop dynamic quantization techniques that do not require training data, and design an efficient and unified hardware accelerator architecture that provides both real-world performance and energy improvements.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在过去的五年中,深度神经网络(DNN)的机器学习出现了前所未有的增长,现在它代表了许多人工智能应用的最新技术。然而,现有的DNN模型需要大量的内存和计算能力,这极大地限制了它们在资源受限系统(如移动的和IoT设备)中的使用。该项目将开发新的算法和硬件,以显着提高DNN的效率,并代表即使在资源有限的环境中也能实现快速和自适应DNN执行的重要一步。从这个意义上说,该项目有可能实现更广泛的机器学习部署,这将在未来智能社会的许多方面发挥关键作用。该研究项目将为学生提供研究培训机会,并利用康奈尔大学的现有资源开发新课程,例如,该项目旨在通过共同开发算法优化和高效的硬件加速器架构,在保持高准确性的同时,显著提高DNN的效率。虽然在降低DNN执行成本方面存在许多工作,但这些技术中的大多数主要是为了改进推理和执行静态优化,这些静态优化可以均匀地减少所有输入的计算,或者只利用有限形式的动态稀疏性,即零。该项目旨在通过利用运行时特定于每个输入的一般形式的动态稀疏性,为DNN实现新的性能-精度权衡点,这在今天是不可能的。更具体地说,该项目计划研究特定于输入的门控技术,可以消除训练和推理的冗余计算,开发不需要训练数据的动态量化技术,并设计一种高效统一的硬件加速器架构,既提供真实的-该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的学术价值和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
MGX: near-zero overhead memory protection for data-intensive accelerators
SoftVN: efficient memory protection via software-provided version numbers
BulletTrain: Accelerating Robust Neural Network Training via Boundary Example Mining
PokeBNN: A Binary Pursuit of Lightweight Accuracy
FracBNN: Accurate and FPGA-Efficient Binary Neural Networks with Fractional Activations
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Gookwon Suh其他文献

Gookwon Suh的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Gookwon Suh', 18)}}的其他基金

TWC: Medium: Language-Hardware Co-Design for Practical and Verifiable Information Flow Control
TWC:媒介:用于实用且可验证的信息流控制的语言硬件协同设计
  • 批准号:
    1513797
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TWC: Small: Flash Memory for Ubiquitous Hardware Security Functions
TWC:小型:用于无处不在的硬件安全功能的闪存
  • 批准号:
    1223955
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Medium: Collaborative Research: Throughput-Driven Multi-Core Architecture and a Compilation System
SHF:中:协作研究:吞吐量驱动的多核架构和编译系统
  • 批准号:
    0905208
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS:Small:Non-Volatile Computing for Embedded Cyber-Physical Systems
CPS:小型:嵌入式网络物理系统的非易失性计算
  • 批准号:
    0932069
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Flexible Multi-Core Substrate for Trustworthy Computing Systems
职业:用于值得信赖的计算系统的灵活多核基板
  • 批准号:
    0746913
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Collaborative Research: SHF: Small: Technical Debt Management in Dynamic and Distributed Systems
合作研究:SHF:小型:动态和分布式系统中的技术债务管理
  • 批准号:
    2232720
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Technical Debt Management in Dynamic and Distributed Systems
合作研究:SHF:小型:动态和分布式系统中的技术债务管理
  • 批准号:
    2232721
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: CT-DDS -- Scalable Concolic Testing of Parallel Applications With Shared Dynamic Data Structures
SHF:小型:CT-DDS——具有共享动态数据结构的并行应用程序的可扩展 Concolic 测试
  • 批准号:
    2226448
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Practical Dynamic Program Reasoning Across Language Boundaries
SHF:小:跨语言边界的实用动态程序推理
  • 批准号:
    2146233
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: New Algorithmic Paradigms in Dynamic Analysis of Multithreaded Software
SHF:Small:多线程软件动态分析中的新算法范式
  • 批准号:
    2007428
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Provably Efficient Dynamic Analysis Tools for Task Parallel Computations
SHF:小型:可证明高效的任务并行计算动态分析工具
  • 批准号:
    1910568
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Dynamic Analysis on Code Fragments
SHF:小:代码片段的动态分析
  • 批准号:
    1816352
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Collaborative Research: RUI: Fast and Precise Dynamic Race Detection: Eliminating State and Checking Redundancy
SHF:小型:协作研究:RUI:快速精确的动态竞争检测:消除状态并检查冗余
  • 批准号:
    1421051
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Non-Uniformity--Centric Program Optimizations for Dynamic Computations on Chip Multiprocessors
SHF:小:片上多处理器动态计算的非均匀性以程序优化为中心
  • 批准号:
    1455404
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Collaborative Research: Hybrid Static-Dynamic Analyses for RegionSerializability
SHF:小型:协作研究:区域可串行性的混合静态动态分析
  • 批准号:
    1422178
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了