本書(shū)首先詳細(xì)介紹圖的定義及其與人工智能認(rèn)知智能階段的關(guān)系,并系統(tǒng)介紹目前有望推動(dòng)認(rèn)知智能發(fā)展的圖智能算法,即圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的定義和主流模型。同時(shí),基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法深入剖析加速圖智能算法面臨的挑戰(zhàn),給出圖智能芯片的設(shè)計(jì)藝術(shù)。然后,以本書(shū)提出的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)為例,分析圖智能芯片的具體設(shè)計(jì)核心和設(shè)計(jì)技術(shù),并系統(tǒng)地歸納和分析圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)的相關(guān)工作。最后,對(duì)圖智能芯片的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)和展望。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 人工智能三階段 1
1.2 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 3
1.3 圖智能芯片 4
1.4 本章小結(jié) 5
參考文獻(xiàn) 5
第2章 人工智能的發(fā)展 6
2.1 運(yùn)算智能 6
2.1.1 早期人工智能 6
2.1.2 博弈中的應(yīng)用 7
2.2 感知智能 7
2.2.1 算法理論的發(fā)展 8
2.2.2 硬件的推動(dòng) 14
2.2.3 應(yīng)用實(shí)踐的開(kāi)發(fā) 17
2.3 認(rèn)知智能 19
2.4 本章小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 21
第3章 圖與認(rèn)知智能 23
3.1 無(wú)處不在的圖 23
3.1.1 圖的定義 23
3.1.2 圖的應(yīng)用 28
3.2 圖與認(rèn)知智能的關(guān)系 30
3.2.1 圖表示蘊(yùn)含知識(shí) 30
3.2.2 圖結(jié)構(gòu)支撐關(guān)系推理 31
3.3 本章小結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 33
第4章 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 34
4.1 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義 34
4.1.1 什么是圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 34
4.1.2 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異同 35
4.2 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要性 36
4.3 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主流模型 37
4.3.1 典型圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 38
4.3.2 圖卷積網(wǎng)絡(luò) 41
4.4 本章小結(jié) 43
參考文獻(xiàn) 43
第5章 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn) 45
5.1 現(xiàn)代主流執(zhí)行平臺(tái) 45
5.2 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行分析 48
5.3 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行挑戰(zhàn) 51
5.3.1 計(jì)算的挑戰(zhàn) 52
5.3.2 訪存的挑戰(zhàn) 53
5.3.3 靈活性與可編程性 53
5.4 本章小結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 54
第6章 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì) 55
6.1 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的設(shè)計(jì)藝術(shù) 55
6.1.1 摩爾定律放緩和登納德縮放比例定律失效 55
6.1.2 面向?qū)S妙I(lǐng)域的設(shè)計(jì) 56
6.2 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法到芯片的映射 57
6.2.1 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編程模型 58
6.2.2 編程模型到芯片的映射 59
6.3 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)案例 60
6.3.1 HyGCN設(shè)計(jì)思想 61
6.3.2 HyGCN應(yīng)對(duì)計(jì)算層次挑戰(zhàn) 61
6.3.3 HyGCN應(yīng)對(duì)片上訪存層次挑戰(zhàn) 63
6.3.4 HyGCN應(yīng)對(duì)片外訪存層次挑戰(zhàn) 64
6.3.5 實(shí)驗(yàn)分析 65
6.4 圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片相關(guān)工作 69
6.4.1 計(jì)算層次關(guān)鍵技術(shù) 69
6.4.2 片上訪存層次關(guān)鍵技術(shù) 71
6.4.3 片外訪存層次關(guān)鍵技術(shù) 76
6.5 本章小結(jié) 79
參考文獻(xiàn) 80
第7章 圖智能芯片的發(fā)展與展望 82
7.1 圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 82
7.2 圖智能算法 83
7.3 圖智能芯片 84
7.4 本章小結(jié) 86
參考文獻(xiàn) 86