Upgrade to PRO for Only $50/Year—Limited-Time Offer! 🔥
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
ニューラルネットの1bit化 / 1bit-neural-network
Search
shun74
July 13, 2022
Programming
0
680
ニューラルネットの1bit化 / 1bit-neural-network
Explanation of what is 1bit neural network .
shun74
July 13, 2022
Tweet
Share
More Decks by shun74
See All by shun74
深度推定モデルの自己教師あり学習/self-supervised-depth
shun74
0
200
GPUでステレオマッチング / Stereo-matching with GPU
shun74
0
590
卒業研究の進め方 / How to preceed with the research
shun74
1
450
Barcode Recognition / pharmacode-decoder
shun74
0
770
Vision Transformer講座 / Vision Transformer Presentation
shun74
1
530
Defocus Map Estimation From a Single Image Based on Two-Parameter Defocus Model / two-parameter-defocus-model
shun74
0
250
理解してほしいVision Transformer / plz-understand-ViT
shun74
0
570
Other Decks in Programming
See All in Programming
React への依存を最小にするフロントエンド設計
takonda
21
8.3k
TypeScript でバックもやるって実際どう? 実運用で困ったこと3選
yuichiro_serita
17
6.4k
Figma Dev Modeで変わる!Flutterの開発体験
watanave
0
3.7k
layerx_20241129.pdf
kyoheig3
1
170
見せてあげますよ、「本物のLaravel批判」ってやつを。
77web
7
7.9k
C++でシェーダを書く
fadis
6
4.2k
Gestaltung digitaler Lösungen – Produktions- oder Designprozess?
techstories
0
110
Full stack testing :: basic to basic
up1
1
740
3 Effective Rules for Using Signals in Angular
manfredsteyer
PRO
0
160
Jakarta EE meets AI
ivargrimstad
0
800
Enabling DevOps and Team Topologies Through Architecture: Architecting for Fast Flow
cer
PRO
0
400
デザインパターンで理解するLLMエージェントの作り方 / How to develop an LLM agent using agentic design patterns
rkaga
11
2.2k
Featured
See All Featured
Visualizing Your Data: Incorporating Mongo into Loggly Infrastructure
mongodb
42
9.3k
CSS Pre-Processors: Stylus, Less & Sass
bermonpainter
356
29k
BBQ
matthewcrist
85
9.3k
Building Better People: How to give real-time feedback that sticks.
wjessup
364
19k
The Invisible Side of Design
smashingmag
298
50k
5 minutes of I Can Smell Your CMS
philhawksworth
202
19k
Art, The Web, and Tiny UX
lynnandtonic
297
20k
Fashionably flexible responsive web design (full day workshop)
malarkey
405
65k
Save Time (by Creating Custom Rails Generators)
garrettdimon
PRO
27
870
The Myth of the Modular Monolith - Day 2 Keynote - Rails World 2024
eileencodes
16
2.2k
Building an army of robots
kneath
302
43k
For a Future-Friendly Web
brad_frost
175
9.4k
Transcript
ニューラルネットの1bit化 B4 shun sato
本日のお話 • ニューラルネットとは • ニューラルネットの1bit化 • 1bit化のメリット • FPGAによる爆速化
ニューラルネットとは • 人間のシナプス結合を模倣 • 掛け算足し算をたくさんやる • 出力と答えの誤差を微分して学習 ニューラルネット内の数値表現 • 入力
:float32, int32, uint8… • 重み :float32 • バイアス :float32 • 出力・答え :float32, int32, uint8… シナプス結合 ニューラルネット(多層パーセプトロン)
ニューラルネットの1bit化 内部の表現をいろいろと1bit化する 式: ⇢⇢⇢ 1bit化 重み・活性化関数・正則化などが1bit化可能 ※ここでいう1bitとは{-1, 1}のことです
1bit化のメリット • メモリ大幅削減! float32 ⇢ 1bitでメモリ消費が1/32になる • 計算の単純化 ⇢ 高速化・省電力
• FPGAによる爆速化 (次のスライド) 1bitの掛け算はXNORと同じ ⇢ ALUを使わなくても計算可能 足し算もbit countで高速に処理
FPGAによる爆速化 FPGA = Field Programmable Gate Array (その場で書き換え可能な集積論理回路) ⇠こういうやつ 高位合成でプログラムするのが一般的
HDLでもプログラム可能 LUT(Look up table)を使った高速な計算が可能 浮動小数点演算 :速くて40クロックぐらい LUT+FFによる演算 :数クロック LUTで数値を取り出してFFに入力
FPGAの実験 ⇠ FPGAのみの実験結果 ネットワークの大きさはSFC<LFC<CNVの順番 手元でSFCをGPUで動かしたら9500FPSぐらいだった 1bit+FPGAにすれば約1000倍速(1200万FPS)になる? LUTは回路の面積も小さいので省電力
デメリットもあるよね? • 普通に1bit化すると大幅な精度低下 • ニューラルネットの1bit化について様々な研究が存在 • Binary Connect:BC (CVPR 2015)
https://arxiv.org/abs/1511.00363 NNの重みを1bit化した初のモデル • Binarized Neural Network:BNN (NIPS 2016) https://arxiv.org/abs/1602.02830 BCの活性化関数を1bit化 計算のボトルネックになるBatchNormalizationをシフト演算化 • XNOR-Net (CVPR 2016) https://arxiv.org/abs/1603.05279 BNNの演算に係数をつけて大規模データセットにも対応 畳み込みブロックの順序を変えて精度を向上
参考文献 • ニューラルネット https://sinhrks.hatenablog.com/entry/2014/11/30/192940 • 1bit化とハードウェア https://www.slideshare.net/kentotajiri/ss-77136469 • 演算のクロック数 http://rakasaka.fc2web.com/delphi/numop.html
• FPGAの大手企業 Xilinx https://xilinx.com/