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DystoHD: an area-efficient hyperdimensional computing system with dynamic hypervector generation for memory-constrained devices

delete2026-02-09
delete0
PRE
AI
H
Haoyu Tang
Y
Yirong Kan *
M
Man Wu
R
Renyuan Zhang
Y
Yasuhiko Nakashima
DOI:10.1007/s11227-026-08276-0delete
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摘要

摘要

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本文提出了一种新型的面积高效且端到端的超维计算(HDC)系统DystoHD。通过在脉动阵列架构中动态生成特征超向量并重用位置超向量,DystoHD消除了对大型静态基超向量存储的需求,显著减少了内存占用和访问开销。该设计允许在极小的硬件成本下实现编码和推理模块的并发部署。此外,DystoHD通过利用细粒度并行性和资源复用,提升了计算效率和架构可扩展性。我们通过FPGA实现和45 nm工艺综合对DystoHD进行了评估。实验结果表明,与现有技术相比,DystoHD在多个数据集上以相似的分类精度将内存开销降低了至少64.2%;与现有的基于FPGA和基于ASIC的HDC硬件相比,DystoHD分别将面积延迟积降低了至少62.0%和40.6%。
Keyword:
Brain-inspired computing
Hyperdimensional computing
Stochastic encoding
Memory-efficient
Dynamic encoding
Resource-constrained devices

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