論文の概要: Shedding the Bits: Pushing the Boundaries of Quantization with Minifloats on FPGAs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.12359v3
• Date: Fri, 5 Jul 2024 06:26:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-09 00:42:23.821155
• Title: Shedding the Bits: Pushing the Boundaries of Quantization with Minifloats on FPGAs
• Title（参考訳）: ビットの殻:FPGA上のミニフロートによる量子化の境界を押し上げる
• Authors: Shivam Aggarwal, Hans Jakob Damsgaard, Alessandro Pappalardo, Giuseppe Franco, Thomas B. Preußer, Michaela Blott, Tulika Mitra,
• Abstract要約: 後トレーニング量子化(PTQ)はモデル圧縮の強力な技術であり、追加のトレーニングオーバーヘッドなしにニューラルネットワークの数値精度を低下させる。 近年,モデル推論におけるPTQの文脈における8ビット浮動小数点形式(FP8)の適用について検討している。 本稿では,モデルのメモリフットプリント,レイテンシ,エネルギーコストをさらに削減できる,精度の低い浮動小数点形状のミニフロートを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.410068572891475
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Post-training quantization (PTQ) is a powerful technique for model compression, reducing the numerical precision in neural networks without additional training overhead. Recent works have investigated adopting 8-bit floating-point formats(FP8) in the context of PTQ for model inference. However, floating-point formats smaller than 8 bits and their relative comparison in terms of accuracy-hardware cost with integers remains unexplored on FPGAs. In this work, we present minifloats, which are reduced-precision floating-point formats capable of further reducing the memory footprint, latency, and energy cost of a model while approaching full-precision model accuracy. We implement a custom FPGA-based multiply-accumulate operator library and explore the vast design space, comparing minifloat and integer representations across 3 to 8 bits for both weights and activations. We also examine the applicability of various integerbased quantization techniques to minifloats. Our experiments show that minifloats offer a promising alternative for emerging workloads such as vision transformers.
• Abstract（参考訳）: 後トレーニング量子化(PTQ)はモデル圧縮の強力な技術であり、追加のトレーニングオーバーヘッドなしにニューラルネットワークの数値精度を低下させる。 近年,モデル推論におけるPTQの文脈における8ビット浮動小数点形式(FP8)の適用について検討している。 しかし、8ビット未満の浮動小数点フォーマットと、整数に対する精度ハードウェアコストの相対比較はFPGAでは未定である。 そこで本研究では,モデルのメモリフットプリント,レイテンシ,エネルギーコストをさらに低減し,精度の高い浮動小数点形状のミニフロートを提案する。 FPGAベースのマルチプライ累積演算子ライブラリを実装し,重みとアクティベーションの両面で,ミニフロートと整数表現を3ビットから8ビットで比較し,膨大な設計空間を探索する。 また,様々な整数ベースの量子化手法のミニフロートへの適用性についても検討した。 我々の実験によると、ミニフロートはビジョントランスフォーマーのような新しいワークロードに対して有望な代替手段を提供する。

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