14834

بررسي روش‌هاي استفاده از معماري‌‌ آرايه‌‌ ضرباني در طراحي شبكه‌هاي عصبي عميق

1403

دكتر هادي شهريار شاه حسيني

آرايه‌هاي ضرباني يكي از معماري‌هاي پردازشي هستند كه در آن‌ها واحدهاي پردازشي به‌صورت همگام و در يك شبكه پيوسته و شبيه به يك موج ضرباني عمل مي‌كنند. در اين معماري، داده‌ها به‌صورت مداوم و در يك جريان پايپ‌لاين از يك واحد پردازشي به واحد بعدي منتقل مي‌شوند و در همين حال، محاسبات به‌طور موازي و همزمان در اين واحدها انجام مي‌گيرد. اين نوع معماري به‌ويژه براي پردازش‌هاي تكراري و پيچيده‌اي مانند ضرب ماتريس‌ها، فيلتر كردن سيگنال‌ها، يا پردازش تصاوير و ويديوها مناسب است. در يك آرايه‌ي ضرباني، داده‌ها در يك مسير مداوم از پردازشگرها عبور مي‌كنند و در هر پردازشگر، عمليات خاصي روي داده‌ها انجام مي‌شود. اين عمليات‌ها به‌صورت موازي و همزمان انجام مي‌شوند و در نتيجه، سرعت پردازش بسيار بالا مي‌رود. براي مثال، در ضرب ماتريس‌ها، هر پردازشگر بخشي از محاسبات را انجام مي‌دهد و به‌طور پيوسته با ديگر پردازشگرها تعامل دارد. شبكه‌هاي عصبي عميق به‌طور گسترده در يادگيري ماشيني، به‌ويژه در پردازش‌هاي پيچيده‌اي مانند شناسايي تصوير، پردازش زبان طبيعي و سيستم‌هاي تشخيص گفتار استفاده مي‌شوند. اين شبكه‌ها معمولاً شامل لايه‌هاي مختلفي از عمليات‌هاي پيچيده هستند كه شامل عمليات‌هايي مانند ضرب ماتريس‌ها، كانولوشن‌ها، و ديگر عمليات‌هاي رياضي پيچيده مي‌شود. آرايه‌هاي ضرباني به‌دليل ويژگي‌هاي خاص خود در انجام عمليات‌هاي تكراري و همگام، براي پردازش اين نوع عمليات‌ها در شبكه‌هاي عصبي عميق بسيار مفيد هستند. از آنجا كه بسياري از اين عمليات‌ها مانند ضرب ماتريس‌ها، محاسبات تكراري هستند، آرايه‌هاي ضرباني مي‌توانند اين محاسبات را با سرعت بسيار بالا انجام دهند.

5/28/2025 12:00:00 AM

86939

1404/04/18

A Survey on the Use of Systolic Array Architecture in Designing Deep Neural Networks