Deploying neural networks on constrained hardware platforms such as 32-bit microcontrollers is a challenging task because of the large memory, computing and energy requirements of their inference process. To tackle these issues, several convolution primitives have been proposed to make the standard convolution more computationally efficient. However, few of these primitives are really implemented for 32-bit microcontrollers. In this work, we collect different state-of-the-art convolutional primitives and propose an implementation for ARM Cortex-M processor family with an open source deployment platform (NNoM). Then, we carry out experimental characterization tests on these implementations. Our benchmark reveals a linear relationship between theoretical MACs and energy consumption. Thus showing the advantages of using computationally efficient primitives like shift convolution. We discuss about the significant reduction in latency and energy consumption due to the use of SIMD instructions and highlight the importance of data reuse in those performance gains. For reproducibility purpose and further experiments, codes and experiments are publicly available.


翻译:在32位微控制器等资源受限硬件平台上部署神经网络是一项具有挑战性的任务,因为其推理过程需要大量内存、计算和能源。为解决这些问题,研究者提出了多种卷积原语以提高标准卷积的计算效率。然而,这些原语中真正在32位微控制器上实现的寥寥无几。本研究收集了多种前沿卷积原语,并基于开源部署平台NNoM,针对ARM Cortex-M系列处理器提出了具体实现方案。随后,我们对这些实现进行了实验特性测试。基准测试揭示了理论乘累加操作数与能耗之间的线性关系,从而证明了使用移位卷积等计算高效原语的优势。我们讨论了单指令多数据流指令在显著降低延迟和能耗方面的作用,并强调了数据重用对此性能提升的重要性。为确保可复现性及便于后续实验,相关代码和实验数据已公开提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学(特别是功能分析)中,卷积是对两个函数(f和g)的数学运算,产生三个函数,表示第一个函数的形状如何被另一个函数修改。 卷积一词既指结果函数,又指计算结果的过程。 它定义为两个函数的乘积在一个函数反转和移位后的积分。 并针对所有shift值评估积分,从而生成卷积函数。
Artificial Intelligence: Ready to Ride the Wave? BCG 28页PPT
专知会员服务
28+阅读 · 2022年2月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
39+阅读 · 2020年2月21日
使用BERT做文本摘要
专知
23+阅读 · 2019年12月7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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11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 · 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 · 2012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 · 2012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
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
3+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
5+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
6+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
6+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关资讯
使用BERT做文本摘要
专知
23+阅读 · 2019年12月7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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
相关基金
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 · 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 · 2012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 · 2012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
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员