Long Short-term Memory Networks (LSTMs) are a vital Deep Learning technique suitable for performing on-device time series analysis on local sensor data streams of embedded devices. In this paper, we propose a new hardware accelerator design for LSTMs specially optimised for resource-scarce embedded Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). Our design improves the execution speed and reduces energy consumption compared to related work. Moreover, it can be adapted to different situations using a number of optimisation parameters, such as the usage of DSPs or the implementation of activation functions. We present our key design decisions and evaluate the performance. Our accelerator achieves an energy efficiency of 11.89 GOP/s/W during a real-time inference with 32873 samples/s.


翻译:长短期记忆网络(LSTM)是一种重要的深度学习技术,适用于对嵌入式设备本地传感器数据流进行设备端时间序列分析。本文提出了一种专为资源受限的嵌入式现场可编程门阵列(FPGA)优化的新型LSTM硬件加速器设计。与现有工作相比,我们的设计提升了执行速度并降低了能耗。此外,通过多种优化参数(例如DSP的使用或激活函数的实现),该加速器可适应不同应用场景。我们阐述了关键设计决策并评估了性能。在实时推理中(采样率为32873样本/秒),该加速器实现了11.89 GOP/s/W的能效。

0
下载
关闭预览

相关内容

长短期记忆网络(LSTM)是一种用于深度学习领域的人工回归神经网络(RNN)结构。与标准的前馈神经网络不同,LSTM具有反馈连接。它不仅可以处理单个数据点(如图像),还可以处理整个数据序列(如语音或视频)。例如,LSTM适用于未分段、连接的手写识别、语音识别、网络流量或IDSs(入侵检测系统)中的异常检测等任务。
基于机器学习的FPGA电子设计自动化技术研究综述
专知会员服务
21+阅读 · 2022年11月22日
面向FPGA的布局与布线技术研究综述
专知会员服务
26+阅读 · 2022年9月3日
深度神经网络 FPGA 设计进展、实现与展望
专知会员服务
59+阅读 · 2022年3月26日
深度神经网络FPGA设计进展、实现与展望
专知会员服务
36+阅读 · 2022年3月21日
FPGA加速深度学习综述
专知会员服务
72+阅读 · 2021年11月13日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
专知会员服务
81+阅读 · 2020年6月20日
干货 | 循环神经网络(RNN)和LSTM初学者指南
THU数据派
15+阅读 · 2019年1月25日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
一文详解LSTM网络
论智
18+阅读 · 2018年5月2日
长文 | LSTM和循环神经网络基础教程(PDF下载)
机器学习算法与Python学习
14+阅读 · 2018年2月28日
干货|从LSTM到Seq2Seq
全球人工智能
15+阅读 · 2018年1月9日
深度学习基础之LSTM
全球人工智能
29+阅读 · 2017年12月18日
阿里流行音乐趋势预测-深度学习LSTM网络实现代码分享
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年12月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
6+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
认知战与交战性质的改变:神经战略视角
专知会员服务
5+阅读 · 5月8日
人工智能如何变革军事C5ISR作战
专知会员服务
12+阅读 · 5月8日
相关资讯
干货 | 循环神经网络(RNN)和LSTM初学者指南
THU数据派
15+阅读 · 2019年1月25日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
一文详解LSTM网络
论智
18+阅读 · 2018年5月2日
长文 | LSTM和循环神经网络基础教程(PDF下载)
机器学习算法与Python学习
14+阅读 · 2018年2月28日
干货|从LSTM到Seq2Seq
全球人工智能
15+阅读 · 2018年1月9日
深度学习基础之LSTM
全球人工智能
29+阅读 · 2017年12月18日
阿里流行音乐趋势预测-深度学习LSTM网络实现代码分享
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年12月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
6+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员