Comparison of Floating-point Representations for the Efficient Implementation of Machine Learning Algorithms

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Mishra, Saras Mani
dc.contributor.author Tiwari, Ankita
dc.contributor.author Shekhawat, Hanumant Singh
dc.contributor.author Guha, Prithwijit
dc.contributor.author Trivedi, Gaurav
dc.contributor.author Pidanič, Jan
dc.contributor.author Němec, Zdeněk
dc.date.accessioned 2023-07-12T13:19:08Z
dc.date.available 2023-07-12T13:19:08Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.isbn 978-1-72818-686-3
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/81287
dc.description.abstract Smart systems are enabled by artificial intelligence (AI), which is realized using machine learning (ML) techniques. ML algorithms are implemented in the hardware using fixedpoint, integer, and floating-point representations. The performance of hardware implementation gets impacted due to very small or large values because of their limited word size. To overcome this limitation, various floating-point representations are employed, such as IEEE754, posit, bfloat16 etc. Moreover, for the efficient implementation of ML algorithms, one of the most intuitive solutions is to use a suitable number system. As we know, multiply and add (MAC), divider and square root units are the most common building blocks of various ML algorithms. Therefore, in this paper, we present a comparative study of hardware implementations of these units based on bfloat16 and posit number representations. It is observed that posit based implementations perform 1.50x better in terms of accuracy, but consume 1.51x more hardware resources as compared to bfloat16 based realizations. Thus, as per the trade-off between accuracy and resource utilization, it can be stated that the bfloat16 number representation may be preferred over other existing number representations in the hardware implementations of ML algorithms. eng
dc.format p. 191-196 eng
dc.language.iso eng
dc.publisher IEEE eng
dc.relation.ispartof 2022 32ND INTERNATIONAL CONFERENCE RADIOELEKTRONIKA (RADIOELEKTRONIKA) eng
dc.rights open access (green) eng
dc.subject floating-point representations eng
dc.subject deep learning eng
dc.subject posit eng
dc.subject training eng
dc.subject reprezentace s plovoucí desetinnou čárkou cze
dc.subject hluboké učení cze
dc.subject pozice cze
dc.subject trénink cze
dc.title Comparison of Floating-point Representations for the Efficient Implementation of Machine Learning Algorithms eng
dc.title.alternative Srovnání reprezentací v plovoucí desetinné čárce pro efektivní implementaci algoritmů strojového učení cze
dc.type ConferenceObject eng
dc.description.abstract-translated Inteligentní systémy jsou umožněny umělou inteligencí (AI), která je realizována pomocí technik strojového učení (ML). Algoritmy ML jsou implementovány v hardwaru s využitím reprezentace s pevnou řádovou čárkou, celými čísly a plovoucí řádovou čárkou. Výkonnost hardwarové implementace je ovlivněna velmi malými nebo velkými hodnotami kvůli jejich omezené velikosti slova. K překonání tohoto omezení se používají různé reprezentace s plovoucí desetinnou čárkou, například IEEE754, posit, bfloat16 atd. Navíc pro efektivní implementaci ML algoritmů je jedním z nejintuitivnějších řešení použití vhodné číselné soustavy. Jak víme, nejběžnějšími stavebními prvky různých ML algoritmů jsou jednotky pro násobení a sčítání (MAC), dělička a odmocnina. V tomto článku proto předkládáme srovnávací studii hardwarových implementací těchto jednotek založených na reprezentaci čísel bfloat16 a posit. Bylo zjištěno, že implementace založené na posit mají 1,50x lepší výkon z hlediska přesnosti, ale spotřebují 1,51x více hardwarových prostředků ve srovnání s realizacemi založenými na bfloat16. Z hlediska kompromisu mezi přesností a využitím zdrojů lze tedy konstatovat, že v hardwarových implementacích ML algoritmů lze upřednostnit reprezentaci čísel bfloat16 před ostatními existujícími reprezentacemi čísel. cze
dc.event 32nd International Conference on Radioelectronics (RADIOELECTRONICS) (21.04.2022 - 22.04.2022, Kosice) eng
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus postprint (accepted version) eng
dc.identifier.doi 10.1109/RADIOELEKTRONIKA54537.2022.9764927
dc.relation.publisherversion https://ieeexplore.ieee.org/document/9764927/
dc.project.ID LTAIN19100/Vývoj bezkontaktní technologie pro inteligentní ochranu zájmových prostor cze
dc.identifier.wos 000856002200040
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85130153966
dc.identifier.obd 39888119


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet