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[AI学术] ENAS:面向资源受限微控制器的高效硬件感知神经架构搜索框架

发布于:2026-09-29 22:00 最后更新:2026-09-30 01:41
#Machine Learning #optimization #Open Source

我们提出 ENAS,一个硬件感知的神经架构搜索(NAS)框架。它包括静态可行性检查、支持标准、深度可分离和瓶颈块并可选跳连的 cell‑based 搜索空间,以及三阶段混合搜索策略(随机 → top‑K → 变异)并配有跨运行持久缓存。不同于依赖 GPU 加速的多数 NAS 系统,ENAS 设计为在无 GPU 环境下高效运行,适合资源受限的开发场景。

我们在两个 TinyML 基准 Visual Wake Words 与 Melanoma Cancer 上进行评估,覆盖八款微控制器(SRAM 20KB~1MB)和九种输入分辨率。实验显示,ENAS 在 Visual Wake Words 数据集上实现 2.41× 搜索时间加速,在 Melanoma Cancer 上实现 1.70× 加速,同时在准确率上与最新的 NanoNAS 框架持平。资源分析表明,ENAS 选出的模型在峰值激活 RAM 上显著更低,这一指标是微控制器部署的关键瓶颈。

在基于 STM32H743 的微控制器上,ENAS 达到 79.4% 的测试准确率,较仅使用 CPU 的贪心基线提升 2.6 个百分点。我们已在 https://github.com/EdgeIntelligenceLab/ENAS 开源发布该框架。

点评:ENAS 通过硬件感知的搜索空间和高效的三阶段策略,在保持竞争准确率的同时,大幅降低搜索成本和资源占用,为 TinyML 开发提供了实用的工具链。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2609.30272

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