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DTMM:通过剪枝将 TinyML 模型部署于极弱 IoT 设备

机器学习 2024-01-18 v1 人工智能

摘要

DTMM 是一个旨在为微控制器单元(MCU)等弱 IoT 设备高效部署和执行机器学习模型而设计的库。设计 DTMM 的动机源于新兴的微型机器学习(TinyML)领域,该领域探索将机器学习的应用范围扩展至众多低端 IoT 设备,以实现泛在智能。由于嵌入式设备能力较弱,在部署前必须通过剪枝足够多的权重来压缩模型。尽管剪枝已在许多计算平台上得到广泛研究,但在 MCU 上剪枝方法的两个关键问题被放大:模型需要在不显著降低准确率的情况下进行深度压缩,并且剪枝后应能高效执行。目前的解决方案只能实现其中一个目标,而无法兼顾。在本文中,我们发现剪枝模型在 MCU 上具有高效部署和执行的巨大潜力。因此,我们提出了 DTMM,包含剪枝单元选择、执行前剪枝优化、运行时加速和执行后低成本存储,以填补剪枝模型高效部署和执行的空白。它可以集成到商业 ML 框架中进行实际部署,并已开发出原型系统。在多种模型上的大量实验表明,与 SOTA 方法相比具有可观的收益。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.09068,
  title  = {DTMM: Deploying TinyML Models on Extremely Weak IoT Devices with Pruning},
  author = {Lixiang Han and Zhen Xiao and Zhenjiang Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.09068},
  year   = {2024}
}