Αναδιατασσόμενη υλοποίηση και αξιολόγηση της Bit Pragmatic Inference μηχανής βαθιάς μάθησης Αναδιατασσόμενη υλοποίηση και αξιολόγηση της Bit Pragmatic Inference μηχανής βαθιάς μάθησης Reconfigurable implementation and evaluation of the Bit Pragmatic Deep Learning Inference engine Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2020-01-132019elΤα τελευταία χρόνια τα Συνελικτικά Νευρωνικά Δίκτυα (ΣΝΔ) έχουν δείξει εξαιρετικά αποτελέσματα σε σύνθετα προβλήματα αναγνώρισης εικόνων. Έχουν υιοθετηθεί επί του παρόντος για την επίλυση ενός συνεχώς αυξανόμενου αριθμού προβλημάτων, που κυμαίνονται από την αναγνώριση της φωνής έως την κατάτμηση και ταξινόμηση της εικόνας. Η συνεχής αύξηση του όγκου επεξεργασίας που απαιτείται από ΣΝΔ δημιουργεί το πεδίο για τις μεθόδους υποστήριξης υλικού, προκειμένου να μειωθούν περαιτέρω οι χρόνοι εκτέλεσης. Το πλήθος των ερευνών για την Μηχανική Μάθηση και ειδικά για τα ΣΝΔ, που υλοποιούνται σε πλατφόρμες FPGA, καταδεικνύει το τεράστιο βιομηχανικό και ακαδημαϊκό ενδιαφέρον. Αυτή η εργασία παρουσιάζει την σχεδίαση και την υλοποίηση ενός Inference Accelerator για ΣΝΔ σε FPGA χρησιμοποιώντας την τεχνική Bit Pragmatic. Με την επιτάχυνση της λειτουργίας βασικών δομικών επιπέδων που συναντώνται σε κάθε ΣΝΔ, επιτυγχάνεται η επιτάχυνση της συνολικής λειτουργίας του υπό εξέταση ΣΝΔ. Παρουσιάζεται η βασική δομή του εν λόγω Accelerator, ο οποίος αναπτύχθηκε με γνώμονα να είναι λειτουργικός ακόμα και σε FPGA μέτριων δυνατοτήτων. Γίνεται επαλήθευση των αποτελεσμάτων του και έπειτα αναλύεται η βελτιστοποίηση των επιδόσεων του, χρησιμοποιώντας παραλληλισμό σε εσωτερικά δομικά modules, με την μεταφορά της σχεδίασης σε υψηλότερων δυνατοτήτων FPGA. Οι επιδόσεις του συστήματος, ειδικά με την χρήση παραλληλισμού, υπερβαίνουν τις αντίστοιχες επιδόσεις της CPU i7 -8700K ενώ είναι συγκρίσιμες με υπάρχουσες υλοποιήσεις σε FPGAhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνKasfikis_Konstantinos_Dip_2019.pdfChania [Greece]Library of TUC2020-01-13application/pdf2.5 MBfree Kasfikis Konstantinos Κασφικης Κωνσταντινος Dollas Apostolos Δολλας Αποστολος Zervakis Michail Ζερβακης Μιχαηλ Pnevmatikatos Dionysios Πνευματικατος Διονυσιος Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete CNN