稀疏 Spikformer:脉冲变换器的令牌和权重剪枝的协同设计框架

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内容提要

Spikformer是一种将Transformer架构应用于脉冲神经网络(SNNs)设计的方法,通过使用脉冲自注意力(SSA)模块来混合稀疏视觉特征,并通过将SSA替换为非参数化的线性变换(LT)来加速。实验结果表明,具有LT的Spikformer在神经形态学数据集上具有更高的准确率,并且训练和推断速度更快,内存使用量更少。

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关键要点

  • Spikformer结合了自注意力能力和脉冲神经网络的生物特性,应用于SNN设计。

  • 引入脉冲自注意力(SSA)模块,使用脉冲形式的查询、键和值来混合稀疏视觉特征。

  • Spikformer通过将SSA替换为非参数化的线性变换(LT)来加速性能。

  • LT如傅里叶和小波变换降低了时间复杂度,从二次时间复杂度降至对数线性时间复杂度。

  • 在神经形态学和静态数据集上进行的实验显示,具有LT的Spikformer在准确率和速度上优于具有SSA的版本。

  • 具有LT的Spikformer在训练速度上提升约29%至51%,推断速度提升61%至70%,内存使用量减少4%至26%。

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