Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα

Spiking Neural Networks (SNNs) have gained attention in recent years as a potential solution for low-power embedded systems, as they offer a more energy-efficient alternative but also effective to classical Artificial Neural Networks (ANNs). SNNs differ from ANNs in that they incorporate the time f...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ανυφαντής, Δημήτριος
Άλλοι συγγραφείς: Anyfantis, Dimitrios
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/25427
id nemertes-10889-25427
record_format dspace
spelling nemertes-10889-254272023-07-08T03:55:44Z Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα A hardware accelarator for a spiking neural network Ανυφαντής, Δημήτριος Anyfantis, Dimitrios Νευρωνικά δίκτυα spiking Επιταχυντές Accelarators Vitis hls Vivado Spiking neural networks Hardware Spiking Neural Networks (SNNs) have gained attention in recent years as a potential solution for low-power embedded systems, as they offer a more energy-efficient alternative but also effective to classical Artificial Neural Networks (ANNs). SNNs differ from ANNs in that they incorporate the time factor into their computations and encode information through the timing or frequency of spikes. The event-driven nature of SNNs makes them ideal for implementation in neuromorphic hardware systems, leading to even greater energy efficiency compared to ANNs. The challenge with SNNs is that they require a different computational model and implementation compared to ANNs. This creates new design challenges in building large-scale networks and requires different architectures. To address these challenges and facilitate the development of SNNs for machine learning applications, a spiking accelerator has been proposed. The goal of the spiking accelerator is to make it easier and faster to develop SNNs for machine learning applications that are traditionally addressed by ANNs. It aims to help close the accuracy gap between SNNs and ANNs, rather than serving as a general simulator for biologically inspired neuron models. By making it easier to develop SNNs, the spiking accelerator has the potential to bring the benefits of more energy-efficient computing systems to a wider range of applications. Tα Spiking Neural Networks(SNN) έχουν κερδίσει την προσοχή μας τα τελευταία χρόνια ως πιθανή λύση για τα ενσωματωμένα συστήματα χαμηλής κατανάλωσης, καθώς προσφέρουν μια πιο αποδοτική εναλλακτική στα κλασσικά Artificial Neural Networks(ANN). Τα SNN διαφέρουν από τα ΑΝΝ στο ότι ενσωματώνουν την χρονική μεταβλητή στους υπολογισμούς τους και κωδικοποιούν την πληροφορία μέσω χρονισμού ή της συχνότητας των spikes. Η event-driven φύση των SNN τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογή σε νευρομορφικά hardware συστήματα, οδηγώντας σε ακόμη μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση σε σχέση με τα ΑΝΝ. Η πρόκληση με τα SNN είναι ότι απαιτούν διαφορετικό υπολογιστικό μοντέλο και εφαρμογή σε σύγκριση με τα ΑΝΝ. Αυτό δημιουργεί νέες προκλήσεις σχεδιασμού στην κατασκευή δικτύων μεγάλης κλίμακας και απαιτεί διαφορετικές αρχιτεκτονικές. Για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων και την διευκόλυνση της ανάπτυξης SNN για εφαρμογές μηχανικής μάθησης, προτείνεται ένας spiking επιταχυντής. Ο στόχος του spiking επιταχυντή είναι να διευκολύνει και και να αναπτύξει ταχύτερα SNN για εφαρμογές μηχανικής μάθησης που παραδοσιακά αντιμετωπίζονται από τα ΑΝΝ. Στόχος του είναι να συμβάλει στην γεφύρωση του χάσματος της ακρίβειας(accuracy) μεταξύ των SNN και ΑΝΝ, αντί να χρησιμεύει ως ένας γενικός προσομοιωτής για βιολογικά εμπνευσμένα μοντέλα νευρώνων. Καθιστώντας ευκολότερη την ανάπτυξη των SNN, ο spiking επιταγχυντής έχει την δυνατότητα να προσφέρει τα πλεονεκτήματα των πιο ενεργειακά αποδοτικών υπολογιστικών συστημάτων σε ευρύτερο φάσμα εφαρμογών. 2023-07-07T06:50:52Z 2023-07-07T06:50:52Z 2023-07-07 https://hdl.handle.net/10889/25427 el Attribution 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/ application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language Greek
topic Νευρωνικά δίκτυα spiking
Επιταχυντές
Accelarators
Vitis hls
Vivado
Spiking neural networks
Hardware
spellingShingle Νευρωνικά δίκτυα spiking
Επιταχυντές
Accelarators
Vitis hls
Vivado
Spiking neural networks
Hardware
Ανυφαντής, Δημήτριος
Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
description Spiking Neural Networks (SNNs) have gained attention in recent years as a potential solution for low-power embedded systems, as they offer a more energy-efficient alternative but also effective to classical Artificial Neural Networks (ANNs). SNNs differ from ANNs in that they incorporate the time factor into their computations and encode information through the timing or frequency of spikes. The event-driven nature of SNNs makes them ideal for implementation in neuromorphic hardware systems, leading to even greater energy efficiency compared to ANNs. The challenge with SNNs is that they require a different computational model and implementation compared to ANNs. This creates new design challenges in building large-scale networks and requires different architectures. To address these challenges and facilitate the development of SNNs for machine learning applications, a spiking accelerator has been proposed. The goal of the spiking accelerator is to make it easier and faster to develop SNNs for machine learning applications that are traditionally addressed by ANNs. It aims to help close the accuracy gap between SNNs and ANNs, rather than serving as a general simulator for biologically inspired neuron models. By making it easier to develop SNNs, the spiking accelerator has the potential to bring the benefits of more energy-efficient computing systems to a wider range of applications.
author2 Anyfantis, Dimitrios
author_facet Anyfantis, Dimitrios
Ανυφαντής, Δημήτριος
author Ανυφαντής, Δημήτριος
author_sort Ανυφαντής, Δημήτριος
title Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
title_short Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
title_full Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
title_fullStr Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
title_full_unstemmed Επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
title_sort επιταχυντής υλικού για spiking νευρωνικά δίκτυα
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/25427
work_keys_str_mv AT anyphantēsdēmētrios epitachyntēsylikougiaspikingneurōnikadiktya
AT anyphantēsdēmētrios ahardwareaccelaratorforaspikingneuralnetwork
_version_ 1771297213527359488