Fpga accelerator para árboles de decisión de aumento de gradiente
Autores: Alcolea, Adrián; Resano, Javier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Fpga accelerator para árboles de decisión de aumento de gradiente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
árbol de decisiones
Aprendizaje automático
Aumento de gradiente
Método de conjunto
Acelerador
FPGA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Un árbol de decisión es una técnica de aprendizaje automático bien conocida. Recientemente, su popularidad ha aumentado debido al potente método de conjunto Gradient Boosting que permite aumentar gradualmente la precisión a costa de ejecutar un gran número de árboles de decisión. En este artículo presentamos un acelerador diseñado para optimizar la ejecución de estos árboles mientras se reduce el consumo de energía. Lo hemos implementado en un FPGA para sistemas integrados, y lo hemos probado con un caso de estudio relevante: la clasificación de píxeles de imágenes hiperespectrales. En nuestros experimentos con diferentes imágenes, nuestro acelerador puede procesar las imágenes hiperespectrales a la misma velocidad a la que son generadas por los sensores hiperespectrales. En comparación con un procesador de alto rendimiento que ejecuta software optimizado, en promedio nuestro diseño es dos veces más rápido y consume 72 veces menos energía. En comparación con un procesador integrado, es 30 veces más rápido y consume 23 veces menos energía.
Descripción
Un árbol de decisión es una técnica de aprendizaje automático bien conocida. Recientemente, su popularidad ha aumentado debido al potente método de conjunto Gradient Boosting que permite aumentar gradualmente la precisión a costa de ejecutar un gran número de árboles de decisión. En este artículo presentamos un acelerador diseñado para optimizar la ejecución de estos árboles mientras se reduce el consumo de energía. Lo hemos implementado en un FPGA para sistemas integrados, y lo hemos probado con un caso de estudio relevante: la clasificación de píxeles de imágenes hiperespectrales. En nuestros experimentos con diferentes imágenes, nuestro acelerador puede procesar las imágenes hiperespectrales a la misma velocidad a la que son generadas por los sensores hiperespectrales. En comparación con un procesador de alto rendimiento que ejecuta software optimizado, en promedio nuestro diseño es dos veces más rápido y consume 72 veces menos energía. En comparación con un procesador integrado, es 30 veces más rápido y consume 23 veces menos energía.