We characterize per-bit-position fault sensitivity in ML inference across 16 workloads -- spanning transformer-based models and attention-free CNNs -- and across three floating-point formats. Our central empirical finding is a sharp bit-sensitivity transition: flipping any of the least-significant fraction bits up to a data-type-specific threshold, Xsafe, degrades task metrics by less than 1% under deterministic single-bit stress tests. Sensitivity rises through the upper fraction bits and spikes at the exponent-mantissa boundary, where a single-bit flip causes catastrophic collapse. Because low-order bits are largely inconsequential while high-order and exponent bits are critical, uniform SECDED protection -- which guards every bit equally at 12.5% storage overhead -- is unnecessarily conservative. We derive per-data-type Xsafe floors (FP16: 6, BF16: 4, FP32: 15) and workload-aware tiers that widen the unprotected region for resilient model classes, raising ECC savings to 37.5-62.5% without retraining. Text-conditioned diffusion models dictate the conservative floor; vision encoders, NLU models, and resilient LLMs tolerate wider bypass regions. These floors and tiers drive an Unequal Error Protection (UEP) codec with per-cacheline data-type tags and a dual-partition SRAM architecture for ML accelerators. Validation across 870+ fault-injection runs confirms selective protection holds under contiguous 2- and 3-bit upsets. The codec reduces ECC area by 27.8% relative to uniform SECDED; dual-voltage operation of the non-critical partition lowers gross BF16 read energy by about 17%, with a roughly 4% dual-partition macro-area overhead.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
八篇 ICCV 2019 【图神经网络(GNN)+CV】相关论文
专知会员服务
30+阅读 · 2020年1月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
【GNN】R-GCN:GCN 在知识图谱中的应用
深度学习自然语言处理
11+阅读 · 2020年5月4日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
2+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
3+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
3+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
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
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
9+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
八篇 ICCV 2019 【图神经网络(GNN)+CV】相关论文
专知会员服务
30+阅读 · 2020年1月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
【GNN】R-GCN:GCN 在知识图谱中的应用
深度学习自然语言处理
11+阅读 · 2020年5月4日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
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
2+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
3+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
3+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员