新点积算法:量化权重下乘法次数降至 n/2^k
原文标题:Decode Late, Multiply Once: Rethinking the Dot Product for Quantized Weights
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论文提出一种针对低位权重的点积重构方法:把每个 k 位权重码直接当作地址偏移选择 2^k 个累加器之一,激活值累加进去,最后只做一次融合的解码与乘法。该方法对整数运算精确,乘法次数下降 n/2^k,并给出可替换 MAC 单元的 scatter-accumulate 处理单元 SA-PE,FPGA 综合结果显示共享乘法器时可节省面积与权重存储。
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新点积重构把 k 位权重码当累加器地址,乘法次数降 n/2^k,仅末尾做一次解码乘法。
- •长度 n、k 位权重的点积只需 n+2^k 次加法、至多 2^k 次解码与 2^k 次乘法
- •每个激活值累加进由权重码选中的累加器,解码后的权重向量从不实际生成
- •对整数运算精确,兼容整数或浮点操作数及任意(含非线性)解码器,可扩展到分组尺度与矩阵张量积
- •提出 scatter-accumulate 处理单元 SA-PE 替换权重驻留脉动阵列中的 MAC,小乘法器每 tile 只用 2^k 次
- •因不存解码权重,本地权重内存最多缩小 w_d/k;FPGA 综合显示不共享的 SA-PE 比 MAC PE 更大
为什么重要:1–4 比特权重部署已成常态,这条给出的是算术层面的重构而非再训练,对推理芯片与加速器设计有直接参考价值。
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