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
宋哥转AI12 小时前
深入理解 AI Agent · MEMORY #02:记忆的工程机制
人工智能·agent·ai编程
一名普通的电源工程师12 小时前
WRF2424S‑3WR2 适配优选 钡特电源 VF3‑24S24S|3W 工业 DC‑DC 模块电源选型拆解
人工智能·电源模块·工业电源
野三关彭于晏12 小时前
Agent 时代,如何用 AI 重塑教育信息化
人工智能·agent
哔哩哔哩技术12 小时前
IndexTTS 2.5 让声音跨越语言
人工智能
zlinear数据采集卡12 小时前
数据采集卡从入门到精通(10):采样率与分辨率的核心关系——反比律、架构分布与过采样
arm开发·嵌入式硬件·算法·fpga开发·架构·开源
Mr_凌宇12 小时前
codex开启1M上下文
人工智能·程序员
AI英德西牛仔12 小时前
豆包导出 pdf 颜色不一样怎么办,选用 AI 导出鸭优化文档导出,结合行业白皮书数据解析色彩失真成因
人工智能·ai·chatgpt·pdf·deepseek·ai导出鸭
神奇小汤圆12 小时前
RAG检索优化实战:从67%到92%,我做了这4步
人工智能
老司机张师傅12 小时前
让 AI 之间自动对话:基于 TRAE Solo 的多智能体团队协作系统设计与实现
人工智能·aiaitrae
一知半解仙13 小时前
大国博弈与机器人纪元:我们正站在怎样的历史拐点?
大数据·人工智能·机器人