全球第一!东大学子在DAC-SDC竞赛中摘冠!

东南大学经济管理学院
2022-08-18 14:33 浏览量: 1245

电子设计自动化(EDA)领域和芯片(架构)领域的顶级会议一一设计自动化大会(Design Automation Conference, DAC)7月10日至7月14日在美国旧金山隆重举行。由DAC会议组织的神经网络加速器设计领域最高级别竞赛——系统设计竞赛(System Design Contest, SDC)经过3月、5月、6月三次周期测试和最终方案的提交之后落下帷幕,在国际70多支团队激烈技术角逐之中,东南大学电子科学与工程学院博导张萌指导的SEUer团队中荣获全球第一(冠军)!

团队介绍

张经纬,电子科学与工程学院2021级博士生,研究方向为基于 FPGA 的深度学习加速器设计。硕博期间参与多个国家级重点研发项目,以第一学生作者发表EI论文1篇。拥有超过5年以上的FPGA开发经验,参与Xilinx DPU-PYNQ开源框架研发,现为Xilinx开源社区Contributor与PYNQ开源社区作者。曾获研究生电子设计竞赛华东赛区一等奖、创“芯”大赛Synopsys国家二等奖在内9项国家级奖项、4项省级奖项、10余项校级奖项,拥有丰富的科研竞赛经验,在SEUer团队中负责系统性能评估与软硬件协同优化。

曹新野,电子科学与工程学院2020级硕士研究生。主要研究方向为硬件加速器设计。主要的科研工作包括:轻量级神经网络算法与硬件设计、JPG硬件解码器设计。连续两年参加DAC SDC竞赛,在SEUer团队中主要负责硬件IP的设计与优化。

李国庆,电子科学与工程学院2018级博士生,研究方向为深度神经网络的算法和硬件协同加速技术研究,参与多个国家级及省部级项目,博士期间以第一作者发表SCI论文7篇,其中3篇中科院一区,3篇中科院二区,以第一作者发表2篇EI会议论文并做口头报告,以通讯作者发表SCI论文一篇,获得2021年博士生国家奖学金,受留学基金委资助赴荷兰埃因霍芬理工大学联合培养一年。在SEUer团队中负责神经网络模型压缩和制定硬件加速方案。

张雨,电子科学与工程学院2020级硕士研究生,东南大学优秀研究生共产党员,现任2020级ASIC硕士研究生博学党支部书记。研一期间规格化绩点在ASIC实验室排名第一,曾获芯视达奖学金、第十七届“华为杯”研究生数学建模竞赛全国三等奖。在今年的DAC-SDC竞赛中,前期主要负责神经网络的训练,通过马赛克增强、重参数化等数据增强方法提高网络识别精度,后期主要通过动态调节电压和频率,来探索系统的最优设计参数。

参赛历程

DAC自动设计大会是全球久负盛誉的产学研交流盛会,也是中国计算机学会推荐的A类会议之一。由DAC会议组织的SDC系统设计竞赛是目前神经网络加速器设计领域最高级别的竞赛,评选极其严格,需经过三轮的前期排名与角逐,每年仅有3支获奖队伍产生,且只在大会召开期间才公布最终的冠亚季军及其指标结果。今年共有来自全球40余个组织的73支队伍参加,获奖率仅为4%。

DAC-SDC竞赛不仅考察参赛队伍的算法能力,还考察硬件设计及系统设计的能力。自2020年由FPGA、GPU双赛道改为FPGA单赛道至今,已走过3个年头,伴随着参赛队伍能力的不断积累提升,赛况也越发激烈。

相较于去年赛题受限于SD卡传输速度,理论速度存在300fps的上限,今年赛题中SD卡加载图片时间不再计入总时间,经过测量分析,当前硬件环境下理论最高速度应接近2500fps,速度指标的瓶颈提高了8倍,性能提升空间更大,对团队系统设计能力要求也更高。

SEUer团队以此为优化目标,从硬件性能和面积两个层次进行协同优化,最终刷新了该项赛事有史以来的能耗最低记录——36焦耳,同时速度超过2000fps,接近2500fps的硬件理论性能上限。

从2020年到2022年,从总分第六到最低功耗、总分第一。SEUer团队实现了速度提升到最初的55倍、功耗减少了近4倍、能量减少了近230倍。变的是技术力的提升,变的是参赛经验的积累,不变的是参赛的初心与激情。在未来,SEUer团队将继续把求真务实、勤勉创新的科学精神体现在所热爱的领域,以青春之我,为国家芯片及EDA事业的发展积极贡献一份力。

队员心得

对我而言,DAC-SDC竞赛的成功同时也见证了我硕士生活的成长。两年时间,我们从第六名变为了第一名。我也从一开始的困惑与迷茫成长到了如今的坚定与成熟。成绩提升的背后不仅有我们所付出的努力与汗水,也有更加科学的研究方法指导以及更加合理的团队分工配合,在最终成果高性能的背后,是一次次的分析讨论与任务分配。最后,感谢与我一同参与比赛的其他队员以及老师,是我们共同的努力取得了如今的成绩。

——曹新野

此次DAC-SDC夺冠是我们SEUer团队第三次出战该赛事,也是第一次获奖。三年拼搏的点滴至今萦绕在脑海,细数团队一同走过来的道路,交织着挑灯夜战攻克难点的喜悦和遇见瓶颈举步维艰的困顿。

从2020年初首次参赛到2021年末第二次参赛结果公布,我们经历了无数次性能评估、硬件架构优化和底层驱动变更。系统设计,牵一发而动全身,而我们日复一日地优化调整,每一次的热切渴望,最终换来的只是连续两年第六的成绩,可DAC-SDC只有前三名才有奖项。连续两年铩羽而归,很多人想的是放弃,但所幸,我们SEUer团队很快转变了心态——与其去和别人较量,不如去跟自己竞争,每个成员把手头眼下的工作做到极致,始终坚信每一份努力都值得!

铁打的团队,流水的队员,今年第三次参赛时,我们已经历了两次队员更替,有的走出了校门踏上了社会,有的人留在实验室继续读博,也有新生力量加入进来。可以说是两年的蛰伏换来了今天的厚积薄发。

开赛时,我们做了大量前置准备工作,认真总结往届的教训,借鉴成功的经验,明确分工、挂图作战。比赛期间,我们利用好周期成绩补短板、强弱项,明确每周2次组会讨论赛情,并做好日常的竞赛日志记录,实现队员配合默契、工效最大化。成绩揭榜时,从最初的期待,到最美的惊喜,再到过后的平常心,我们见证了一切努力都值得!

从总分第六到历史功耗最低、总分第一,从55倍的速度提升,到近230倍的能耗比……这些略显夸张的数值背后绝非是我们四个人做出的成绩,而是SEUer团队三年来的技术积累和老师的指导,才换取最终的一鸣惊人。一肩霜雪,砥砺前行,致敬曾热爱过、执着过、为之奋斗过的SEUer团队中的每一个成员!我们无愧于青春,无愧于SEUer的队名,荣耀属于我们SEUer团队的每一个人。

——张经纬

编辑:梁萍

(本文转载自青年东大说 ,如有侵权请电话联系13810995524)

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