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Accès ouvert déclaré 2024 article

Probabilistic metaplasticity for continual learning with memristors in spiking networks

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Edge devices operating in dynamic environments critically need the ability to continually learn without catastrophic forgetting. The strict resource constraints in these devices pose a major challenge to achieve this, as continual learning entails memory and computational overhead. Crossbar architectures using memristor devices offer energy efficiency through compute-in-memory and hold promise to address this issue. However, memristors often exhibit low precision and high variability in conductance modulation, rendering them unsuitable for continual learning solutions that require precise modulation of weight magnitude for consolidation. Current approaches fall short to address this challenge directly and rely on auxiliary high-precision memory, leading to frequent memory access, high memory overhead, and energy dissipation. In this research, we propose probabilistic metaplasticity, which consolidates weights by modulating their update probability rather than magnitude. The proposed mechanism eliminates high-precision modification to weight magnitudes and, consequently, the need for auxiliary high-precision memory. We demonstrate the efficacy of the proposed mechanism by integrating probabilistic metaplasticity into a spiking network trained on an error threshold with low-precision memristor weights. Evaluations of continual learning benchmarks show that probabilistic metaplasticity achieves performance equivalent to state-of-the-art continual learning models with high-precision weights while consuming ~ 67% lower memory for additional parameters and up to ~ 60× lower energy during parameter updates compared to an auxiliary memory-based solution. The proposed model shows potential for energy-efficient continual learning with low-precision emerging devices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Probabilistic metaplasticity for continual learning with memristors in spiking networks
Date Crossref
27/11/2024
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • The University of Texas at San Antonio Neuromorphic Artificial Intelligence Lab pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Neuromorphic Artificial Intelligence Lab — The University of Texas at San Antonio.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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