The recent success of neural networks for solving difficult decision tasks has incentivized incorporating smart decision making "at the edge." However, this work has traditionally focused on neural network inference, rather than training, due to memory and compute limitations, especially in emerging non-volatile memory systems, where writes are energetically costly and reduce lifespan. Yet, the ability to train at the edge is becoming increasingly important as it enables real-time adaptability to device drift and environmental variation, user customization, and federated learning across devices. In this work, we address two key challenges for training on edge devices with non-volatile memory: low write density and low auxiliary memory. We present a low-rank training scheme that addresses these challenges while maintaining computational efficiency. We then demonstrate the technique on a representative convolutional neural network across several adaptation problems, where it out-performs standard SGD both in accuracy and in number of weight writes.


翻译:解决困难决策任务的神经网络最近的成功激励了“边缘”智能决策。然而,这项工作传统上侧重于神经网络推导,而不是培训,因为记忆和计算限制,特别是在新兴的非挥发性记忆系统,因为书写费用高昂,寿命缩短。然而,在边缘培训的能力越来越重要,因为它能够实时适应性地安装漂移和环境变异设备、用户定制和跨设备封存学习。在这项工作中,我们解决了在非挥发性记忆边缘装置上培训的两大挑战:低写密度和低辅助记忆。我们提出了一个低级别培训计划,既能应对这些挑战,又能保持计算效率。然后,我们展示了在多个适应问题中具有代表性的革命性神经网络的技术,在准确性和重量写作数量上都比标准SGD标准要好。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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