АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ КВАНТОВАНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ ДЛЯ РЕСУРСНО-ОГРАНИЧЕННЫХ ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ (2026)
Представлены результаты комплексного анализа методов квантования, направленных на оптимизацию моделей машинного обучения для развертывания в условиях ограниченных ресурсов TinyML. Рассмотрены различные схемы квантования, включая равномерное, логарифмическое и обученное квантование и оценено их влияние на производительность разных нейросетевых архитектур, таких как MobileNetV1/V2, ResNet-50, ShuffleNetV2 и Mamba. Результаты экспериментов показывают, что переход от 32-битных чисел с плавающей запятой к 8-битным целочисленным представлениям позволяет уменьшить размер моделей в 4 раза, при этом потеря точности составляет менее 2 %. Гибридные схемы смешанной точности демонстрируют оптимальный баланс между степенью сжатия и сохранением точности. Измерения, проведенные на платформе STM32U5, подтверждают значительное снижение энергопотребления (в 4,3 раза) при использовании 8-битного квантования. Предложены практические рекомендации по выбору оптимальных схем квантования в зависимости от аппаратных ограничений и специфики решаемой задачи. Обозначены перспективные направления дальнейших исследований, в частности, интеграция алгоритмов обучения с подкреплением для динамического выбора битности и разработка методов аппаратно-программной ко-оптимизации для отечественных микроконтроллеров (К1879ВГ1Т)