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A study on a high efficiency training architecture for an edge-AI device

边缘AI设备高效训练架构研究

基本信息

批准号：
21J11958
负责人：
金子竜也
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

AIの演算処理は「推論処理」と「学習処理」に大別でき，AIの恩恵を得るためにはどちらの処理も必須である．そのうち，主に積和演算等から成り立つ推論処理については多くのエッジAIソリューションが存在する．一方，エッジでの学習処理については，未だ汎用プロセッサを中心としたソフトウェア的な手法に留まっており，消費電力や演算リソース等の学習処理のコストは極めて高い．そこで本研究は，電力やハードウェア資源が制限されるエッジデバイスにおいて，学習処理を可能とする新規アルゴリズムとそれらを実装するアーキテクチャの構築を目的とした．その一つとして，アナログ回路を導入した「コンピューティングインメモリ（Computing in Memory: CIM）デバイス」のための誤差逆伝播法，およびCIMデバイスを用いて学習処理を行うアーキテクチャの構築を行った．従来のノイマン型アーキテクチャの問題解消に向けた取り組みとして多量のデータ（パラメータ）を保存しているメモリ上で積和演算を行うCIMアーキテクチャが注目されている．本研究では，「ReRAMを用いたCIM AIデバイス」上に学習機能を実現するための新規アルゴリズムの開発を行った．多くのCIM AIデバイスの抱える問題に対処するためディジタル誤差逆伝播法（Digital BP）に着目し，その弱点（性能低下）を補うニューラルネットワークの構造を新たに考案しその性能を示した．当該年度は，査読付き論文誌への投稿とその査読結果を踏まえて電力に関する追加評価を行い，学習部における演算コアの消費電力を10 mW以下にできることを示した．また，同等のアーキテクチャ構造（CIMデバイスを外部メモリとして扱い，学習を専用回路で行う）を持つ他の研究と比較し，その優位性を議論した．上記結果をまとめたものを現在論文誌へと投稿中である．

AI calculus theory, theory, In this study, we use the methods used by the central government to control the cost of resources, such as the use of computer science, computer calculus and so on. It is possible to learn how to improve the performance of new rules and regulations. The purpose of this is to increase the accuracy of the information. In the first place, the loop may be used to improve the accuracy and accuracy of the network. In this way, the method of broadcasting the inverse error of the loop may be required. (Computing in Memory: CIM). In order to solve the problem of the problem, we need to save the CIM data from the computer system. This is the study in this paper. This study focuses on how to save the data in this paper. The college machine of "ReRAM" is able to realize that new rules and regulations can be realized. The problem of multi-purpose CIM AI training is related to the performance of the program. The inverse broadcast method (Digital BP) is focused on. There is a weakness (poor performance). The performance of the new project is demonstrated. During the year of the year, you will pay for the contribution of articles and articles. The results of this year will lead to an increase in the cost of electricity and electricity. The calculation of the department of science and technology will reduce the cost of power consumption under 10 mW. The equivalent information system (CIM system) is used to compare other studies and discuss the position of the students. The results show that they are now in the contribution to the journal.