2 分で読了
0 views

Deep Positronによる低精度推論の挑戦

(Deep Positron: A Deep Neural Network Using the Posit Number System)

さらに深い洞察を得る

AI戦略の専門知識を身につけ、競争優位性を構築しませんか?

AIBR プレミアム
年間たったの9,800円で
“AIに詳しい人”として
一目置かれる存在に!

プレミア会員になって、山ほどあるAI論文の中から効率よく大事な情報を手に入れ、まわりと圧倒的な差をつけませんか?

詳細を見る
【実践型】
生成AI活用キャンプ
【文部科学省認可】
満足度100%の生成AI講座
3ヶ月後には、
あなたも生成AIマスター!

「学ぶ」だけではなく「使える」ように。
経営者からも圧倒的な人気を誇るBBT大学の講座では、3ヶ月間質問し放題!誰1人置いていかずに寄り添います。

詳細を見る

田中専務

拓海さん、最近若手が「positsがすごい」と騒いでいるのですが、そもそもpositsって何なんですか。私には浮動小数点と固定小数点の違いも曖昧でして、現場に導入する意味がピンと来ません。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!positsは浮動小数点(floating point)の仲間ですが、数の表現を工夫して使えるビットを有効活用する設計です。身近な例で言うと、倉庫の棚を自在に変形して大量のニーズに応じられるようにした仕組みですよ。

田中専務

なるほど、棚の話はわかりやすいです。ただ私が聞きたいのは、うちの製造ラインに導入した場合の費用対効果です。精度が落ちるのではないかと心配ですし、現場の制御が狂うと大問題になるので。

AIメンター拓海

大丈夫、一緒に整理しましょう。要点は三つです。第一にpositsはビットを賢く使うので低ビット幅でも表現力が高い、第二にそれを使ったDeep Positronは推論を低精度で回すことを目指した設計である、第三にFPGAなど組込み向けで省電力かつ高速化が期待できる、ということです。

田中専務

これって要するに、従来の32ビット浮動小数点を無理に使わずに、8ビット以下でもほとんど同じ精度で推論できるから電気代も装置コストも下がるということですか?

AIメンター拓海

その通りです!ただし注意点もあります。論文の結果は低次元データセットや限定的なネットワークでの評価が多く、産業用途で全てがそのまま当てはまるわけではありません。だから実運用では段階的に検証し、安定領域を見極めることが重要です。

田中専務

段階的な検証とは、まずは現場の一部で試すということでしょうか。最初からライン全体を変えるのは怖いので、安心しました。

AIメンター拓海

まさにそれで十分です。小さく始めて効果とリスクを測る、これが現実的な進め方ですよ。まずはオフラインで学習済みモデルの量子化テストを行い、次にFPGAなどで推論性能と消費電力を測ってください。

田中専務

それなら社内のIT部と一緒にロードマップを作れそうです。ひとつ気になるのは学習(training)はどうするのかという点です、学習も低精度でやれるのですか。

AIメンター拓海

素晴らしい質問ですね!論文は主に推論(inference)での低ビット適用を示しており、学習は依然として高精度を維持するケースが多いです。学習を低精度化する研究も進んでいますが、実運用では学習はクラウドや高性能GPUで行い、推論を組込み機で低精度化する運用が現実的です。

田中専務

つまり学習は高精度で外部に任せ、現場の装置側で推論を軽く回すという運用ですか。これならIT投資も抑えられそうです。

AIメンター拓海

正解です。もう一点、導入判断の目安を示しますね。性能と精度、プロトタイプのコストを比較して、許容できる精度低下の範囲内で最も低コストな構成を選ぶのが良いです。私が支援すれば実証実験の計画も作れますよ。

田中専務

ありがとうございます。では具体的に何を検証すれば良いかを私のチームに説明してもらえますか。結果が出たら経営会議で報告しますので、その時に使える言い回しも教えてください。

AIメンター拓海

もちろんです。まずは小さなデータセットで8ビットpositsと従来の8ビット整数、32ビット浮動小数点の推論精度と消費電力を比較します。次にFPGA上でのスループットとレイテンシを測り、最後に試験運用で現場への影響を評価します。会議用フレーズも用意しますね。

田中専務

よし、わかりました。自分の言葉で整理すると、Deep Positronはpositsという効率的な数表現を使って低ビットで推論し、装置の消費電力とメモリを下げられる一方で、学習は高精度側に残す運用が現実的ということですね。

監修者

阪上雅昭(SAKAGAMI Masa-aki)
京都大学 人間・環境学研究科 名誉教授

論文研究シリーズ
前の記事
複数ソースのモーメント一致によるドメイン適応
(Moment Matching for Multi-Source Domain Adaptation)
次の記事
長期時系列に強靭な分解をもたらす手法の実装と検証
(RobustSTL: A Robust Seasonal-Trend Decomposition Algorithm for Long Time Series)
関連記事
画像データセットにおける表現バイアスの検出のためのデータカバレッジ
(Data Coverage for Detecting Representation Bias in Image Datasets: A Crowdsourcing Approach)
クラゲ種同定:CNNベースの人工ニューラルネットワークアプローチ
(Jellyfish Species Identification: A CNN Based Artificial Neural Network Approach)
印刷・フレキシブルエレクトロニクスによる計算
(Computing with Printed and Flexible Electronics)
継続学習の数学
(Mathematics of Continual Learning)
高次元ベクトル計算アーキテクチャによる自律学習
(Autonomous Learning with High-Dimensional Computing Architecture Similar to von Neumann’s)
学習型近接交互最小化アルゴリズムと誘導ネットワーク
(A Learned Proximal Alternating Minimization Algorithm and Its Induced Network for a Class of Two-block Nonconvex and Nonsmooth Optimization)
この記事をシェア

有益な情報を同僚や仲間と共有しませんか?

AI技術革新 - 人気記事
ブラックホールと量子機械学習の対応
(Black hole/quantum machine learning correspondence)
生成AI検索における敏感なユーザークエリの分類と分析
(Taxonomy and Analysis of Sensitive User Queries in Generative AI Search System)
DiReDi:AIoTアプリケーションのための蒸留と逆蒸留
(DiReDi: Distillation and Reverse Distillation for AIoT Applications)

PCも苦手だった私が

“AIに詳しい人“
として一目置かれる存在に!
  • AIBRプレミアム
  • 実践型生成AI活用キャンプ
あなたにオススメのカテゴリ
論文研究
さらに深い洞察を得る

AI戦略の専門知識を身につけ、競争優位性を構築しませんか?

AIBR プレミアム
年間たったの9,800円で
“AIに詳しい人”として一目置かれる存在に!

プレミア会員になって、山ほどあるAI論文の中から効率よく大事な情報を手に入れ、まわりと圧倒的な差をつけませんか?

詳細を見る
【実践型】
生成AI活用キャンプ
【文部科学省認可】
満足度100%の生成AI講座
3ヶ月後には、あなたも生成AIマスター!

「学ぶ」だけではなく「使える」ように。
経営者からも圧倒的な人気を誇るBBT大学の講座では、3ヶ月間質問し放題!誰1人置いていかずに寄り添います。

詳細を見る

AI Benchmark Researchをもっと見る

今すぐ購読し、続きを読んで、すべてのアーカイブにアクセスしましょう。

続きを読む