The massive amounts of data generated by camera sensors motivate data processing inside pixel arrays, i.e., at the extreme-edge. Several critical developments have fueled recent interest in the processing-in-pixel-in-memory paradigm for a wide range of visual machine intelligence tasks, including (1) advances in 3D integration technology to enable complex processing inside each pixel in a 3D integrated manner while maintaining pixel density, (2) analog processing circuit techniques for massively parallel low-energy in-pixel computations, and (3) algorithmic techniques to mitigate non-idealities associated with analog processing through hardware-aware training schemes. This article presents a comprehensive technology-circuit-algorithm landscape that connects technology capabilities, circuit design strategies, and algorithmic optimizations to power, performance, area, bandwidth reduction, and application-level accuracy metrics. We present our results using a comprehensive co-design framework incorporating hardware and algorithmic optimizations for various complex real-life visual intelligence tasks mapped onto our P2M paradigm.


翻译:摄像头传感器产生的海量数据推动了像素阵列内部(即极端边缘端)的数据处理进程。近年来,若干关键进展激发了基于像素内内存内处理范式的广泛视觉机器学习任务研究兴趣,包括:(1)三维集成技术进步,使其能在保持像素密度的同时,以三维集成方式在每个像素内实现复杂处理;(2)模拟处理电路技术,支持高并行度、低能耗的像素内计算;(3)通过硬件感知训练方案缓解模拟处理非理想性的算法技术。本文构建了涵盖工艺能力、电路设计策略与算法优化的工艺-电路-算法全景图谱,系统关联功耗、性能、面积、带宽缩减及应用级精度指标。我们采用融合硬件与算法优化的协同设计框架,展示了针对映射至P2M范式的多种复杂真实视觉智能任务的实验结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICDM 2022教程】图挖掘中的公平性:度量、算法和应用
专知会员服务
28+阅读 · 2022年12月26日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
Into the Metaverse,93页ppt介绍元宇宙概念、应用、趋势
专知会员服务
49+阅读 · 2022年2月19日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
31+阅读 · 2022年2月15日
Lifelong Learning Metrics
Arxiv
48+阅读 · 2022年1月20日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:35
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员