Ce stage se déroulera au sein du Laboratoire Environnement de Conception et Architecture (LECA), basé à Nano-Innov, du CEA LIST. Il portera sur l’accélération matérielle des calculs de multiplication matricielle massive qui est une opération clé dans l’inférence des Vision Transformers (ViT), une architecture de référence pour de nombreuses tâches de vision par ordinateur. Toutefois, les modèles ViT sont très gourmands en ressources de calcul et en mémoire, notamment en raison de ces multiplications matricielles massives. Accélérer ces opérations est donc essentiel pour permettre leur déploiement dans des systèmes embarqués à faible consommation d’énergie.

Objectif du stage :

Le stagiaire aura pour mission de développer une solution matérielle visant à accélérer les multiplications matricielles massives dans les phases d'inférence des ViT. Il s'agira de proposer des optimisations pour réduire les temps de calcul tout en maintenant un haut niveau de précision. Après une étude approfondie des besoins en calcul et en bande passante mémoire des ViT, le stagiaire proposera une architecture matérielle adaptée, qui sera validée sur FPGA.

Tâches principales :

- Étudier les caractéristiques des Vision Transformers et identifier les goulots d'étranglement liés aux multiplications matricielles.

- Analyser les solutions d'accélération matérielle existantes et évaluer leur applicabilité aux ViT.

- Proposer et implémenter une architecture matérielle optimisée (VHDL) pour les calculs de multiplication matricielle sur FPGA.

- Évaluer les performances de la solution en termes de vitesse, consommation d’énergie et utilisation de la mémoire.

- Présenter les résultats sous forme d’un rapport technique et, si possible, contribuer à une publication pour une conférence internationale.

Ce stage permettra au candidat de développer des compétences approfondies en conception matérielle (VHDL). Il offrira également une excellente opportunité d'acquérir une expérience pratique dans le développement d’accélérateurs matériels pour des applications réelles de vision par ordinateur.