面向IMC阵列的行列混合分组：容错多位权重表示
硬件体系结构
2025-08-22 v1 人工智能
摘要
本文解决了模拟存储计算(IMC)系统中两个关键限制可扩展性和可部署性的挑战：由粘滞故障(SAFs)引起的计算不可靠性，以及现有容错缓解算法(如Fault-Free(FF))的高编译开销。为克服这些限制，我们首先提出一种新型多位权重表示技术，称为行列混合分组，该方法将常规列分组推广为在行和列上引入冗余。这种结构冗余增强了容错能力，可与现有的容错缓解方案有效结合。其次，我们设计了编译管道，将容错感知的权重分解问题重新表述为整数线性规划(ILP)任务，借助成熟求解器实现快速可扩展的编译。通过理论洞见识别易于平凡解的故障模式，进一步加速计算。在卷积网络和小型语言模型上的实验结果表明，我们的方法在准确率提升最高可达8%p，编译速度提升150倍，能源效率提升2倍，均优于现有基线方法。
引用
@article{arxiv.2508.15685,
title = {Row-Column Hybrid Grouping for Fault-Resilient Multi-Bit Weight Representation on IMC Arrays},
author = {Kang Eun Jeon and Sangheum Yeon and Jinhee Kim and Hyeonsu Bang and Johnny Rhe and Jong Hwan Ko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15685},
year = {2025}
}
备注
Accepted to appear at ICCAD'25 (Munich, Germany)