Bit-serial accelerators exploit bit-level sparsity to reduce DNN inference cost, but existing designs exploit sparsity on only one operand, bounding the speedup. Extending sparsity exploitation to both operands simultaneously yields compounding reductions in partial products but introduces a critical new bottleneck: workload imbalance. Because each concurrent weight - activation pair's execution cost depends on the product of two independently varying operand non-zero bit counts, pairs that must complete together finish at vastly different times, leaving faster computations idle. We show this limits PE utilization to 56 - 64% in existing dual-sided designs. We present BRIM, a hardware - software co-designed dual-sided bit-serial sparse accelerator that directly targets this bottleneck. BRIM combines two integrated mechanisms: 1) Cyclic-Balanced Pruning (CBP), a post-training weight optimization that reshapes weight representations based on profiled activation statistics to equalize expected workloads across concurrently processed pairs offline; and 2) Pairwise Slot Donation, a lightweight hardware mechanism that absorbs residual runtime imbalance with negligible area overhead. Evaluated across CNNs, ViTs, and LLMs under iso-area constraints, BRIM achieves over 90% PE utilization, up to 2.37x speedup, and up to 1.63x energy efficiency improvement over prior dual-sided designs.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
无监督分词和句法分析!原来BERT还可以这样用
PaperWeekly
12+阅读 · 2020年6月17日
BERT 瘦身之路:Distillation,Quantization,Pruning
Colab 免费提供 Tesla T4 GPU,是时候薅羊毛了
机器之心
10+阅读 · 2019年4月25日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
机器的崛起:美海军陆战队组建机器人营思考
专知会员服务
3+阅读 · 9月8日
无面之战:人工智能如何重绘权力版图
专知会员服务
2+阅读 · 9月8日
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
9+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员