亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

A Computing-in-Memory Engine Supporting One-Shot Floating-Point NN Inference and On-Device Fine-Tuning for Edge AI

浮点型 计算机科学 计算 吞吐量 推论 整数(计算机科学) 并行计算 算法 计算机工程 GSM演进的增强数据速率 计算科学 计算机硬件 人工智能 程序设计语言 操作系统 无线
作者
Haikang Diao,Haoyang Luo,Jiahao Song,Bocheng Xu,Runsheng Wang,Yuan Wang,Xiyuan Tang
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:60 (9): 3403-3415 被引量:1
标识
DOI:10.1109/jssc.2024.3522304
摘要

With the rapid advancement of edge AI, the complexity of tasks on edge devices is continually increasing, demanding better efficiency and precision from AI accelerators. Pre-aligned floating-point computing-in-memory (FP CIM) has been proposed to achieve high-precision neural network (NN) computations based on floating-point (FP) data precision. However, the complex digital circuitry required for integer (INT) mantissa multiply-accumulate (MAC) computation and exponent alignment severely limits the efficiency and throughput of FP CIM. This work proposes an energy-and area-efficient computing-in-memory (CIM) engine for one-shot FP NN inference and on-device fine-tuning. To improve the throughput of FP CIM, a one-shot compute scheme is proposed to perform FP operation within one cycle. It adopts the multiply-less NN instead of the multiply-based NN to simplify the integer mantissa MAC to minimum selection. A customized 8-bit parallel minimum selector is also designed to further reduce the parallel computation cost. To simplify the FP/INT conversion process, an input–weight co-alignment workflow is proposed to eliminate maximum exponent selection and simplify mantissa shifting logic. To minimize the inference accuracy loss caused by environmental changes, a lightweight on-device fine-tuning core (ODFC) is designed to support online weight updates. The 28-nm fabricated chip achieves an energy efficiency of 128 TFLOPS/W and a computational density of 7.02 TFLOPS/mm $^2$ at BF16, representing a 4.1 $\times$ and 3.4 $\times$ improvement over previous state-of-the-art works, respectively.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
喜宝发布了新的文献求助10
1秒前
传奇3应助yuanyuan采纳,获得10
2秒前
aliu发布了新的文献求助30
3秒前
BLUE发布了新的文献求助10
3秒前
zzz完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
YYY666完成签到,获得积分10
6秒前
11秒前
计划发布了新的文献求助10
15秒前
18秒前
Jerry完成签到 ,获得积分10
21秒前
Smithjiang完成签到 ,获得积分10
24秒前
从来都不会放弃zr完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
30秒前
想听水星记完成签到,获得积分10
31秒前
优美紫槐发布了新的文献求助10
32秒前
wang发布了新的文献求助10
36秒前
乐乐应助BU懂学术采纳,获得10
37秒前
38秒前
BU懂学术完成签到,获得积分20
41秒前
45秒前
伯云完成签到,获得积分10
49秒前
yuanyuan发布了新的文献求助10
50秒前
51秒前
53秒前
BU懂学术发布了新的文献求助10
55秒前
1分钟前
1分钟前
海洋球发布了新的文献求助10
1分钟前
侯锐淇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
dly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CipherSage应助尖头叉子采纳,获得10
1分钟前
李健应助优美紫槐采纳,获得10
1分钟前
hcdb完成签到,获得积分10
1分钟前
培培完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kiterunner完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wang完成签到 ,获得积分20
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685406
关于积分的说明 14838430
捐赠科研通 4669946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538158
邀请新用户注册赠送积分活动 1505527
关于科研通互助平台的介绍 1470898