摘要 机器学习模型在准确性、计算/内存复杂度、训练时间和适应性等特性方面有所不同。例如,神经网络 (NN) 因其自动特征提取的质量而具有高精度而闻名,而受大脑启发的超维 (HD) 学习模型则以其快速训练、计算效率和适应性而闻名。这项工作提出了一种混合、协同机器学习模型,该模型在上述所有特性方面都表现出色,适用于芯片上的增量在线学习。所提出的模型包括一个 NN 和一个分类器。NN 充当特征提取器,经过专门训练,可以与采用 HD 计算框架的分类器配合良好。这项工作还提出了所述特征提取和分类组件的参数化硬件实现,同时引入了一个编译器,该编译器将任意 NN 和/或分类器映射到上述硬件。所提出的混合机器学习模型具有与 NN 相同的准确度(即 ± 1%),同时与 HD 学习模型相比,准确度至少提高了 10%。此外,与最先进的高性能 HD 学习实现相比,混合模型的端到端硬件实现可将功率效率提高 1.60 倍,同时将延迟时间缩短 2.13 倍。这些结果对于此类协同模型在具有挑战性的认知任务中的应用具有深远意义。
主要关键词