#aging

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👥 作者: Alireza Sarmadi, Virinchi Roy Surabhi, Prashanth Krishnamurthy, Hussam Amrouch, Ramesh Karri, Farshad Khorrami

深度神经网络(DNN)在图像分类、语音识别等实际应用中广泛部署,但其在集成电路(IC)硬件上实现的推理精度会因晶体管老化现象而下降。老化会降低晶体管的开关速度,导致系统级时序违规(因时钟无法维持)。为保证整个预期寿命内的可靠性,设计人员通常添加保护带(guardband)来防止时序违规,但过大的保护带会牺牲性能(速度或吞吐量)。本文详细讨论了长期和短期晶体管老化对DNN推理精度的影响。为缓解老化对DNN精度的负面影响,提出了一种老化感知重训练(aging-aware retraining)方法,即使在采用激进(即小于所需)保护带的情况下,也能生成具有鲁棒性的DNN。该方法通过重训练使DNN在老化引起的退化下仍能保持较高推理精度。文章还在一个用于图像分类的DNN硬件实现上验证了这些效果,并使用了现成的图像数据集。此外,简要讨论了将短期老化作为激励机制用于检测集成电路中硬件木马的潜在应用。本文适合硬件安全、可靠深度学习系统及容错计算领域的研究人员和工程师阅读。

💡 推荐理由: 晶体管老化是影响硬件DNN长期可靠性的关键问题,本文提出的老化感知重训练方法为解决该问题提供了可行思路,对部署在安全关键系统(如自动驾驶)中的DNN尤为重要。

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