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龍圖騰網(wǎng)恭喜湘潭大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN119357123B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-18發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202411919354.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F15/78；該發(fā)明授權(quán)一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法是由唐明華;劉睿;邊疆設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-12-25向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法，存算架構(gòu)包括采用H樹互連的多個(gè)處理引擎PE，每個(gè)處理引擎中包括采用H樹互連的多個(gè)處理單元CU，每個(gè)處理單元中包括多個(gè)陣列，每個(gè)陣列包含一組輸入寄存器和指數(shù)寄存器、一個(gè)指數(shù)計(jì)算單元、一個(gè)延遲單元和一個(gè)配備有一組外圍組件的基于非易失性存儲(chǔ)器的Crossbar陣列。本發(fā)明針對(duì)各個(gè)BLAS函數(shù)設(shè)計(jì)了相應(yīng)數(shù)據(jù)流和執(zhí)行機(jī)制，突破了傳統(tǒng)存算一體架構(gòu)固定算子限制，擴(kuò)展了現(xiàn)有外圍模塊的潛力，在不需要額外模塊硬件支持的情況下，將矩陣轉(zhuǎn)置、減法和除法等復(fù)雜運(yùn)算映射到移位累加器中，可以高效滿足科學(xué)計(jì)算需求。

本發(fā)明授權(quán)一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)，其特征在于，基本線性代數(shù)子程序的存算架構(gòu)包括采用H樹互連的多個(gè)處理引擎PE，每個(gè)處理引擎中包括采用H樹互連的多個(gè)處理單元CU，每個(gè)處理單元中包括多個(gè)陣列，每個(gè)陣列包含一組輸入寄存器和指數(shù)寄存器、一個(gè)指數(shù)計(jì)算單元、一個(gè)延遲單元和一個(gè)配備有一組外圍組件的基于非易失性存儲(chǔ)器的Crossbar陣列，指數(shù)計(jì)算單元、延遲單元和Crossbar陣列用于實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)的乘法累加運(yùn)算，外圍組件包括感測(cè)放大器、采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及移位累加器；多個(gè)陣列以單指令多數(shù)據(jù)流方式在每個(gè)工作周期中接收指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作；矩陣直接映射到不同PE上，每個(gè)PE中的子矩陣被進(jìn)一步劃分為塊并存儲(chǔ)在不同的CU中，塊通過H樹的節(jié)點(diǎn)組合在一起；在CU中，數(shù)據(jù)被水平分割，每個(gè)陣列存儲(chǔ)矩陣的一行，不同的矩陣可在同一PE或CU內(nèi)映射，以滿足各種矩陣計(jì)算要求；在執(zhí)行矩陣乘法累加操作時(shí)，PE中的矩陣被分解為多個(gè)塊并映射到不同的CU，同一列中的兩個(gè)塊的輸出需要累加；陣列中的浮點(diǎn)數(shù)分為指數(shù)部分和尾數(shù)部分，分別存儲(chǔ)在指數(shù)寄存器和Crossbar陣列中；對(duì)于符號(hào)位，通過將偏置常數(shù)設(shè)置為尾數(shù)來表示負(fù)數(shù)，從而消除了存儲(chǔ)符號(hào)位的需要；輸入寄存器用于接收要處理的數(shù)據(jù)，并將其預(yù)分解為指數(shù)和尾數(shù)，以方便后續(xù)計(jì)算；存算架構(gòu)中包括以下函數(shù)：SCAL、DOT、ASUM、NRM2、GEMV、GEMM、TRSV、TRSM、GER、SYR、SYR2、SYRK和SYR2K；執(zhí)行DOT函數(shù)時(shí)，假設(shè)每個(gè)CU配置有4×4個(gè)陣列，每個(gè)陣列的輸入寄存器存儲(chǔ)一個(gè)4位尾數(shù)；節(jié)點(diǎn)作為陣列的移位累加器，通過使用移位累加器進(jìn)行對(duì)齊操作，并擴(kuò)展到執(zhí)行浮點(diǎn)加法，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將從陣列或前一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并執(zhí)行累加操作；ASUM函數(shù)和NRM2函數(shù)看作是DOT函數(shù)的子操作；ASUM函數(shù)計(jì)算所有向量中元素的和，在執(zhí)行ASUM函數(shù)時(shí)，從每個(gè)陣列讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并使用漣漪流水線執(zhí)行求和操作；執(zhí)行NRM2函數(shù)時(shí)，每個(gè)陣列首先執(zhí)行讀取操作，并將讀取的數(shù)據(jù)反饋到其輸入寄存器中，向量自身執(zhí)行DOT函數(shù)以獲得中間結(jié)果，然后將中間結(jié)果發(fā)送到協(xié)處理器或CPU進(jìn)行平方根計(jì)算。

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