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一種極低IO帶寬需求的大維度矩陣鏈?zhǔn)骄仃嚦朔ㄆ髟O(shè)計(jì)[模擬設(shè)計(jì)][其他]

大維度矩陣乘法常采用子矩陣分塊法實(shí)現(xiàn)，子矩陣的最大規(guī)模決定了整個矩陣乘法執(zhí)行速度。針對經(jīng)典脈動結(jié)構(gòu)直接處理的矩陣規(guī)模受IO帶寬限制嚴(yán)重的問題，提出了一種極低IO帶寬需求的大維度矩陣鏈?zhǔn)匠朔ㄆ鹘Y(jié)構(gòu)，并完成了硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與性能驗(yàn)證工作。主要工作如下：(1)優(yōu)化了矩陣乘法的數(shù)據(jù)組織，實(shí)現(xiàn)輸入矩陣規(guī)模與IO帶寬無關(guān)，能夠最大限度地利用器件內(nèi)部邏輯和存儲資源；(2)根據(jù)優(yōu)化后數(shù)據(jù)組織形式設(shè)計(jì)了鏈?zhǔn)匠朔ㄆ饔布?，?shí)現(xiàn)源數(shù)據(jù)計(jì)算和傳輸重疊操作；(3)增強(qiáng)乘法器對矩陣規(guī)模的適應(yīng)性，所設(shè)計(jì)的鏈?zhǔn)匠朔ㄆ骺蓪?shí)時配置為多條獨(dú)立鏈，并行多組運(yùn)算；(4)在Xilinx C7V2000T FPGA芯片上完成不同種規(guī)模的鏈?zhǔn)匠朔ㄆ饔布?shí)現(xiàn)和性能測試工作，在該芯片上本文提出的鏈?zhǔn)匠朔ㄆ髯疃嘀С?00個運(yùn)算單元，是經(jīng)典脈動結(jié)構(gòu)規(guī)模的8倍；在相同運(yùn)算器個數(shù)下，本文提出的鏈?zhǔn)匠朔ㄆ髦皇褂媒?jīng)典脈動結(jié)構(gòu)運(yùn)算1/8的IO帶寬即獲得相等性能。

發(fā)表于：9/10/2019