3D-ACC：基于3D集成电路的卷积神经网络加速结构研究
3D-ACC：convolution neural network accelerator based on 3D integrated circuits
江南计算技术研究所, 江苏 无锡 214083
摘要
在深亚微米工艺下，通过持续增大芯片规模来提升计算能力，会导致芯片工作频率降低、功耗剧增、计算效率下降等问题。因此，利用3D集成电路技术，提出并量化研究了一种将二维脉动阵列映射到3D集成电路上的卷积神经网络加速器3D-ACC，并设计了一种高效的卷积映射计算方法，构建了其性能模型，量化分析了不同设计参数对3D-ACC性能和效率的影响。实验结果表明，当采用四层64×64脉动阵列的堆叠结构时，3D-ACC的峰值计算性能达32 TFLOPS，测试VGG-16、ResNet-50以及Inception V3模型时的实际计算效率可达47.4%、37.9%及40.9%。与相同计算单元规模的二维加速器2D-ACC相比，3D-ACC的计算效率及性能优势明显，实际计算性能分别是后者的1.51、1.69以及1.61倍。探索了3D集成电路在神经网络加速器设计的优势，对进一步提升神经网络加速器性能具有一定参考价值。
基金项目
国家“核高基”专项基金资助项目(2018ZX01028-102)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2019.08.0558
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2020年第37卷 第12期
所属栏目: 系统应用开发
出版页码: 3671-3676,3680
文章编号: 1001-3695(2020)12-030-3671-06
发布历史
[2020-12-05] 印刷出版
引用本文
王吉军, 郝子宇, 李宏亮. 3D-ACC：基于3D集成电路的卷积神经网络加速结构研究 [J]. 计算机应用研究, 2020, 37 (12): 3671-3676,3680. (Wang Jijun, Hao Ziyu, Li Hongliang. 3D-ACC：convolution neural network accelerator based on 3D integrated circuits [J]. Application Research of Computers, 2020, 37 (12): 3671-3676,3680. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年，是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术，及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者，读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员，各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅，所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
收录和评价
- 第二届国家期刊奖百种重点期刊
- 中国期刊方阵双效期刊
- 全国中文核心期刊（北大2023年版）
- 中国科技核心期刊
- 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
- RCCSE中国核心学术期刊
- 中国计算机学会会刊
- 2020—2022年科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告收录期刊
- 中国科技期刊精品数据库全文来源期刊
- 中国学术期刊综合评价数据库来源期刊
- 《中国期刊网》《中国学术期刊(光盘版)》来源期刊
- 2017—2019年中国国际影响力优秀学术期刊(自然科学与工程技术)
- 中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)项目来源期刊
- 《中国工程技术电子信息网》《电子科技文献数据库》来源期刊
- 英国《科学文摘》(INSPEC)来源期刊
- 《日本科学技术振兴机构数据库》(JST)来源期刊
- 俄罗斯《文摘杂志》(AJ, VINITI)来源期刊
- 美国《艾博思科学术数据库》(EBSCO)全文来源期刊
- 美国《剑桥科学文摘(自然科学)》(CSA(NS))核心期刊
- 波兰《哥白尼索引》(IC)来源期刊
- 美国《乌利希期刊指南(网络版)》(Ulrichsweb)收录期刊
