机器学习在解决各个领域的综合任务方面表现出了非凡的能力。硬件加速器的进步已使机器学习模型在边缘设备上的部署,从而促进了资源约束系统中的实时AI应用程序。最近的加速器越来越多地采用了芯片上的网络(NOC)体系结构,以支持大规模处理元件阵列中的大规模数据通信。但是,随着这些加速器的复杂性继续增长,硬件原型制作变得有效的设计空间探索变得有效。此外,在各种机器学习工作负载之间实现高灵活性和效率仍然是一个重大挑战,尤其是对于边缘计算而言。为了解决这些问题,我们从架构侧和应用程序侧探索。首先,我们为基于NOC的深神经网络(DNN)加速器引入了一个周期精确的仿真工具。此模拟器通过探索设计参数来快速而精确地评估推理效率。通过将详细的性能跟踪到系统行为中,模拟器促进了DNN推理效率的优化,这可以减少与硬件原型制作相关的时间和成本。然后,我们专注于基于NOC的DNN加速器的新型体系结构设计,杠杆内网络处理技术,以改善端到端延迟和资源利用率。第三部分探讨了机器学习在嵌入式传感器系统中的应用,重点是下limb假体。提出了两种关键方法:在网络设计中的激活设计,可将非线性操作卸载到NOC,并进行汇总的随身携带设计,以最大程度地减少汇总层的通信开销。这些设计证明了现有基于NOC的加速器体系结构的处理效率的实质性提高,同时保持了对各种DNN工作负载的范围和适应性。开发了可穿戴压力测量系统,以收集和分析货物内压力数据。提出了两个机器学习应用程序,用于在舒适的假肢设计领域求解子任务。开发了一种基于聚类的方法,用于通过减少重新播放的同时维护数据完整性来优化传感器部署。采用了使用多个隐藏马尔可夫模型和高斯混合模型的步态相识别方法。所提出的步态识别方法实现了高精度和计算效率,这表现优于常规技术。通过应对基于NOC的加速器设计和机器学习应用程序的挑战,我们弥合了硬件优化和实际部署之间的差距。这些技术将为嵌入式智能的未来进步铺平道路。
引言尽管技术的步伐似乎每年都会以巨大的飞跃而迅速提前提高,但组织必须谨慎做出反应,在投资之前考虑技术成熟度。如果采用技术过早,它可能会导致整体系统稳定性或安全性问题,如果不尽快采用它,组织可能会发现他们自己落后于竞争对手。我们应该关注什么,面对这些挑战,我们应该采取什么行动?这两个问题对于那些设计和计划相互联系的综合系统的人至关重要,并且鉴于现在有多少挖掘技术影响了我们的生活,这对几乎每个人都至关重要。为了解决这个问题,我们采取了Delphi研究的形式,这是一种众所周知的预测技术。我们采访了一系列受人尊敬的未来主义者,以了解他们如何看到新数字技术的不同方面及其与2040年到2040年相互联系的计算的互动。从这些访谈中,我们产生了一系列预测。然后,为了建立更完整的图片,我们回到受访者身上,并要求他们对初始预测的反应和评论。在本文中,我们探讨了五个出现的预测和六项建议干预措施。因此,本文的目的是帮助政策制定者和技术专业人员在这五个预测中使用这些信息来开发和部署新颖的计算机技术进行战略决策。本文的其余部分如下。“背景”部分探讨了未来预测的艺术。“相互联系的研究方法”部分着眼于预测
谷歌去年 12 月发布的 105 量子比特 Willow 处理器获得了广泛赞誉,不仅因为其质量和规模,还因为它能够承载低于阈值的表面码存储器——这种存储器可能对容错量子计算很有用 [ 1 ]。现在,潘建伟和他的同事们提出了祖冲之 3.0,它有 105 个量子比特,排列成 15 × 7 的阵列,还有 182 个量子比特耦合器(图 2 ) [ 2 ]。研究人员通过对 83 个量子比特的子集进行 32 个逻辑周期的随机电路采样来测试他们的新设备。他们确定,最强大的经典计算机需要数十亿年的运行时间才能模拟他们的量子处理器在 100 秒内生成的概率分布。这一性能比谷歌的 67 和 70 量子比特的 Sycamore 处理器 [ 6 ](Willow 的两个前身)高出几个数量级。
第1,2节研究确定性计算。计算的非确定性方面(输入,互动,错误,随机化等)在高级理论和实践中至关重要且具有挑战性。将它们定义为确定性计算的扩展很简单。后者在概念上更简单,需要精心设计的模型才能进行定义。如果我们需要对所有必需的资源进行精确度量,那么这些模型可能会很复杂。但是,如果我们只需要定义可计算的内容并获得所需资源的非常粗糙的幅度,则所有合理的模型都相同,即使是最简单的模型。我们将非常关注这个令人惊讶和重要的事实。最简单的模型对于证明负面结果最有用,并且最有用的模型可用于积极结果。我们从所有模型共同的术语开始,逐渐使其更具体地针对我们实际研究的术语。我们表示计算为图:边缘反映了节点(事件)之间的各种关系。节点,边缘具有属性:标签,状态,颜色,参数等。(影响计算或其分析)。因果边缘从每个事件运行到其出现或属性所必需的所有事件。它们形成有向无环图(尽管可以人为地添加循环以标记计算的外部输入部分)。我们将仅研究同步计算。他们的节点具有时间参数。它反映了逻辑步骤,不一定是任何物理时钟的精确值。其他称为平行。因果边缘仅跨越短(通常为\ leq 3时刻)时间间隔。节点原因中的一个事件称为其父。指针边缘将每个事件的父级连接到其所有其他可能的原因,并反映允许同时事件相互作用并具有关节效应的连接。用相同来源的指针具有不同的标签。给定时间的事件/边缘的(标记)子图是模型的即时内存配置。每种非末端配置都有可能会更改的活动节点/边缘。在计算的任何步骤中只有一个小活动区域的模型都是顺序的。
本期特刊旨在探索和展示神经形态和生物启发的计算的尖端研究和发展。此问题将集中在这些迅速发展的领域的最新进步,挑战和未来方向上。我们欢迎原始的研究文章,全面评论和简短的沟通来解决神经形态和生物启发的计算的各个方面,包括但不限于: - 神经形态硬件设计和实现 - 跨越神经网络及其应用 - 生物启动的算法和优化技术,并分化了机器计算机和机器的计算机<
x a 1 + a 2,x a 1 + 2 a 2 a 2 a 2,a 2,x a 1,x a 1,x a 2,x a 1 + a 1 + a 1 + a 1 + a 1 + 2 a 2 a2⟩,⟨Ha 1 + a 2 h a 2 h a 2,x a 2,x a 1,x a 2,x a 2,x a 2,x a 1 + a 1 + a 2 a 2,x a 2,x a 1 + a 2,x a 1 + 2 a 2 a 2 a 2 a 2 a 2 a 2 r>
摘要 - 预计即将进行的Exascale计算系统将是一个主要挑战。需要将这些系统的复杂性隐藏在应用程序开发人员中,以提高可编程性。EXA2PRO编程框架旨在提高针对目标异质计算系统的应用程序的生产率。它基于封装低级平台特定优化的高级编程模型和抽象,并且由处理异质节点上的应用程序部署的运行时支持。它支持多种平台和加速器(CPU,GPU,基于FPGA的数据流引擎),从而使开发人员能够充分利用异质的计算系统,从而使更多的HPC应用程序可以达到Exascale Computing。使用来自不同域的四个HPC应用程序评估EXA2PRO框架。通过应用EXA2PRO框架,对应用程序进行了自动部署和评估,并在各种计算体系结构上进行了评估,使开发人员能够在加速器上获得性能结果,测试MPI群集上的可伸缩性,并有效地研究每个应用程序可以从该程度上使用不同类型的硬件重复源。
摘要。量子计算机的威胁是真实的,将需要经典系统和应用程序的显着资源和时间,以准备针对威胁的补救措施。在算法级别,这是两个最受欢迎的公钥加密系统RSA和ECC,使用Shor's算法易于量化加密分析,而Grover的Algorithm的algorithm却削弱了对称键和基于哈希的密码系统。在实施层中了解了较少的知识,在这种情况下,企业,运行和其他考虑因素,例如时间,资源,专有技术和成本可以影响受威胁的申请的速度,安全性和可用性。,我们对20种众所周知的威胁建模方法进行了景观研究,并在与攻击树和大步互补时识别面食,作为评估现有系统量子计算威胁的最合适方法。然后,我们在通用的网络物理系统(CPS)上进行意大利面威胁建模练习,以证明其效率并报告我们的发现。我们还包括在威胁建模练习中确定的缓解策略,以供CPS所有者采用。
神经形态工程旨在通过模仿大脑的有效处理来推动计算,其中数据被编码为异步时间事件。这消除了对同步时钟的需求,并在不存在数据时最小化功耗。但是,神经形态算法的许多基准主要集中在空间特征上,忽略了大多数基于序列任务的时间动力学。此差距可能导致评估无法完全捕获神经形态系统的独特优势和特征。在本文中,我们提出了一种旨在基准神经形态学习系统的时间结构化数据集。Neuromorse将英语的前50个单词转换为暂时的摩尔斯密码峰序列。尽管仅使用两个输入尖峰通道来用于摩尔斯点和破折号,但通过数据中的时间模式对复杂的信息进行了编码。所提出的基准在多个时间尺度上包含特征层次结构,这些时间尺度测试了神经形态算法将输入模式分解为空间和时间层次结构的能力。我们证明,使用线性分类器对我们的训练集进行挑战,并且使用常规方法很难识别测试集中的关键字。NeuroMorse数据集可在10.5281/Zenodo.12702379上获得,我们的随附代码在https://github.com/jc427648/neuromorse上获得。
该教师发展计划(FDP)提供了量子计算的全面概述,涵盖其基本原理,新兴趋势和实际应用。该计划的结构是一系列的讲座和动手会议,为教育者和研究人员渴望了解量子计算的理论和实际方面。大学,博士后研究人员,博士学位学生和在盟军地区工作的行业专业人员的教职员工有资格申请该计划。主题是根据AICTE于2024年12月发布的Qut 01和QT 01和QT 05模型课程的设计。
