Toshiba Memory Corporation Desarrolla Algoritmos y Arquitectura de Hardware de Alta Velocidad y Eficiencia de Energía para Procesadores de Aprendizaje Profundo

Toshiba Memory Corporation, el líder mundial en soluciones de memoria, anunció hoy el desarrollo de un algoritmo y de una arquitectura de hardware de alta velocidad y eficiencia energética para el procesamiento de aprendizaje profundo con menos degradaciones en la precisión de reconocimiento. El nuevo procesador para aprendizaje profundo implementado en un FPGA ^[1] logra 4 veces más eficiencia energética que los convencionales. El avance se anunció en la Conferencia de Circuitos de Estado Sólido Asiática (Asian Solid-State Circuits Conference, A-SSCC) 2018 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) en Taiwán el 6 de noviembre.

Los cálculos de aprendizaje profundo generalmente requieren grandes cantidades de operaciones de acumulación múltiple (multiply-accumulate, MAC), lo que ha dado lugar a problemas de largo cálculo y gran consumo de energía. Aunque las técnicas que reducen la cantidad de bits para representar parámetros (precisión de bits) se han propuesto para reducir la cantidad total del cálculo (uno de los algoritmos propuestos reduce la precisión de bits a uno o dos bits), esas técnicas causan una precisión de reconocimiento degradada. Toshiba Memory desarrolló el nuevo algoritmo que reduce las operaciones de MAC al optimizar la precisión de bits de las operaciones de MAC para filtros individuales ^[2] en cada capa de una red neuronal. Al utilizar el nuevo algoritmo, las operaciones de MAC se pueden reducir con una menor degradación de la precisión de reconocimiento.

Además, Toshiba Memory desarrolló una nueva arquitectura de hardware, llamada método de bit paralelo, que es adecuada para operaciones MAC con diferente precisión de bit. Este método divide cada precisión de bits en un bit, uno por uno, y puede ejecutar operaciones de 1 bit en numerosas unidades MAC en paralelo. Mejora significativamente la eficiencia de utilización de las unidades MAC en el procesador en comparación con las arquitecturas MAC convencionales que se ejecutan en serie.

Toshiba Memory implementó ResNet50^[3], una red neuronal profunda, en un FPGA que utiliza varias arquitecturas de MAC de precisión de bits y paralelas a bits. En el caso de reconocimiento de imagen para el conjunto de datos de imagen de ImageNet^[4], la técnica anterior soporta tanto el tiempo de operación como el consumo de energía para reconocer datos de imágenes se reducen a un 25 % con menos degradación en la precisión de reconocimiento, en comparación con el método convencional.

Se prevé que la inteligencia artificial (Artificial intelligence, AI) se implementará en varios dispositivos. Se espera que las técnicas desarrolladas de alta velocidad y de bajo consumo de energía para procesadores de aprendizaje profundo se utilicen para diversos dispositivos de vanguardia, como teléfonos inteligentes y HMD,^[5] y para centros de datos que requieren bajo consumo de energía. Los procesadores de alto rendimiento como GPU son dispositivos importantes para el funcionamiento de alta velocidad de AI. Las memorias y los almacenamientos también son uno de los dispositivos más importantes para la AI que inevitablemente utilizan grandes datos. Toshiba Memory Corporation se centra continuamente en la investigación y en el desarrollo de tecnologías de AI, así como en memorias y en almacenamientos innovadores para liderar la informática orientada a los datos.

[1] FPGA: Field Programmable Gate Array, un circuito integrado diseñado para ser configurado por un cliente o diseñador después de la fabricación.
[2] filtro: En general, hay muchos filtros de hasta varios miles en una capa de una red neuronal.
[3] ResNet50: Una de las redes neuronales profundas, generalmente utilizada para evaluar el aprendizaje profundo para el reconocimiento de imágenes.
[4] ImageNet: Una gran base de datos de imágenes, generalmente utilizada para evaluar el reconocimiento de imágenes; el número de datos de imagen es superior a 14 000 000.
[5] HMD: Visor montado en la cabeza

Acerca de Toshiba Memory Corporation

Toshiba Memory Corporation, un líder mundial de soluciones de memoria, se dedica al desarrollo, la producción y la venta de memorias flash y SSD. En junio de 2018, Toshiba Memory fue comprada por un consorcio industrial dirigido por Bain Capital. Toshiba Memory es pionera en soluciones y los servicios vanguardistas y pioneros de memoria que enriquecen la vida de las personas y expanden los horizontes de la sociedad. La innovadora tecnología de memoria flash 3D de la compañía, BiCS FLASH™, está dando forma al futuro del almacenamiento en aplicaciones de alta densidad, incluidos los smartphones de avanzada, las PC, las unidades SSD, la industria automotriz y los centros de datos. Para mayor información acerca de Toshiba Memory, sírvase visitar https://business.toshiba-memory.com/en-apac/top.html

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