神经网络处理器优化设计(一)

神经网络处理器优化设计,涉及到一些特殊和通用处理流程,一是降低硬件成本,二是提高性能。

一 跨层流水线调度

这里主要针对深度可分离卷积,将Pointwise conv与Depthwise卷积并行处理,好处是,减小整体流水时延,增加吞吐量,同时隐藏中间层数据写入/读出DDR。需要平衡两者之间的缓存和吞吐速率。

二 输入通道聚合

通常,输入特征图第一层输入的通道一般是RGB三通道或者单通道(灰度图或者红外)。而我们自己在设计神经网络处理器的输入通道并行度Tn时,一般Tn远大于3或者1,因此会在计算第一层输入特征图的卷积计算时,导致计算单元利用率较低。如下图所示。

以Tn=32,Kernel=3*3为例,通道聚合前,第一层卷积计算过程中,一个时钟周期,计算引擎32个输入并行度仅有3个特征图通道参与有效计算,PE计算利用率仅有3/32,造成计算资源浪费;按照图b,对输入通道进行重排和聚合后,在一个时钟周期内,计算引擎可以并行计算27个通道的卷积计算(一个完整3*3卷积窗口重排聚合为27的并行像素),PE计算效率提升为27/32,极大提升加速器吞吐量。

接下来给出一种简化的通道聚合硬件实现方案。该方案以较小的资源消耗和代价,数据调度架构和控制和其他层处理复用相同逻辑,只是针对第一层特征图做一些预处理,即可完成通道融合处理。

三 多算子融合

待补充

相关推荐
程序猿编码1 小时前
不用 PyTorch!纯 C 实现 N 维张量 + 反向传播,完成手写数字识别训练
c语言·人工智能·pytorch·神经网络·卷积神经网络·大模型推理
云和数据.ChenGuang1 小时前
langchain4j的RAG入门
人工智能·深度学习·机器学习·语言模型·fastapi
CallFay云起未来1 小时前
AI客服上线后多久才能回本?从TCO到ROI的完整测算方法
java·大数据·人工智能·架构·文心一言
Funny_AI_LAB1 小时前
重构 Coding Agent:当 LLM 没有 KV Cache 时,上下文工程该怎么做?
人工智能·经验分享·语言模型·重构
GISMagic2 小时前
AI 时代的软件工程与架构能力提升路线
人工智能·架构·软件工程
中伟视界2 小时前
化工检修作业新规明日施行,边缘AI如何守好现场?
人工智能
OpenCSG2 小时前
OpenCSG Agentic-27B 正式开源:27B Dense 模型,Agent 执行能力实现全面跃升
人工智能·开源·opencsg
Elastic 中国社区官方博客2 小时前
使用 Lucene 搜索你的 Bean —— Elasticsearch
大数据·开发语言·人工智能·elasticsearch·搜索引擎·全文检索·lucene
雪兽软件2 小时前
AI爆改学术研究?
人工智能·学术研究
合调于形2 小时前
Rengong zhzzneng 《人工智能》词条汉语拼音字母标调拼写实测案例
人工智能·自然语言处理·人机交互·语音识别·学习方法