[发明专利]用于分形智能处理器的分形可重配指令集

说明书

本公开提供一种用于分形智能处理器的分形可重配指令集，该分形可重配指令集将本地指令或计算原语映射为用于分形运算的分形指令，该本地指令作用于向量数据或标量数据。该分形可重配指令集包括间接指令域。对应的，分形智能处理器的控制系统包括分解模块、降级模块及记录模块；分解模块用于对分形可重配指令集进行串行分解；降级模块用于对串行分解后的串行分解子指令进行降级；分解模块还用于对降级后的串行分解子指令进行并行分解。记录模块，用于在每一次串行分解之前，替换所间接指令域的值，以实现对分形可重配指令集的动态控制。该分形可重配指令抽象层次高，表达灵活性强，结合控制系统的硬件架构支持，可解决计算过程中的失效问题。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种用于分形智能处理器的分形可重配指令集。

背景技术

在分形计算领域，由于计算中涉及到一些未原生支持的非共性运算时，受限于指令结构，在计算过程中可能存在计算失效和通信失效的现象。对于一些更复杂的算法，虽然可以通过串行地拼接原生支持的低级分形运算来间接地支持，但执行效率会受到明显的损失。

例如，贝叶斯网络是一种符合分形运算定义的应用负载，但在分形指令集结构上却只能分解为一系列基本运算来描述。拆解后多条基本运算指令之间形成了抽象阻隔，没有任何一条指令保留了原应用负载作为“贝叶斯网络”的语义，也就不能按照针对“贝叶斯网络”最佳的方式去执行，引入额外的运算和通信开销。

因此，采用固定的、有限的分形指令集是无法有效支持多变的、无限的应用负载需求，并且相关控制系统也不能有效支持多变的、无限的应用负载需求。

发明内容

针对上述的缺陷，本公开的目的在于提供一种用于分形智能处理器的分形可重配指令集，用于至少部分解决上述问题。

根据本公开实施例提供一种用于分形智能处理器的分形可重配指令集，所述分形可重配指令集将本地指令和/或计算原语映射为用于分形运算的分形指令，其中，所述本地指令作用于向量数据和/或标量数据；所述分形智能处理器包括控制系统，所述控制系统包括分解模块及降级模块；所述分解模块用于对所述分形可重配指令集进行串行分解；所述降级模块用于对串行分解后的串行分解子指令进行降级；所述分解模块还用于对降级后的串行分解子指令进行并行分解，以使得所述分形智能处理器根据并行分解后的分形指令执行分形运算。

在一些实施例中，所述分形可重配指令集将本地指令映射为用于分形运算的分形指令；所述分解模块包括通用处理单元、存储器、第一状态栈及第二状态栈，其中，所述存储器用于存储所述分形可重配指令集对应的控制代码；第一状态栈及第二状态栈用于保存所述通用处理单元的执行状态；所述通用处理单元用于在访问所述第一状态栈时，根据所述控制代码对所述分形可重配指令集进行串行分解，得到串行分解子指令，以及在访问所述第二状态栈时，根据所述控制代码对降级后的串行分解子指令并行分解，得到满足所述分形智能处理器中所有分形计算子单元并发运行的并发度要求的并行分解子指令。

在一些实施例中，所述分形可重配指令集将计算原语映射为用于分形运算的分形指令；所述分解模块包括串行分解模块及并行分解模块，所述串行分解模块用于对所述分形可重配指令集进行串行分解，得到串行分解子指令，其中，每一条所述串行分解子指令的粒度不超过所述分形智能处理器的硬件容量所能允许的范围；所述并行分解模块用于对降级后的串行分解子指令并行分解，得到满足所述分形智能处理器中所有分形计算子单元并发运行的并发度要求的并行分解子指令。

在一些实施例中，所述分形可重配指令集还包括间接指令域；所述分解模块还包括记录模块，所述记录模块用于在每一次串行分解之前，替换所述分形可重配指令集中的间接指令域的值，以实现对所述分形可重配指令集的动态控制。

在一些实施例中，所述本地指令的类型包括数据搬运类、计算类、逻辑类及杂项类。

在一些实施例中，所述数据搬运类对应的操作包括显式的张量移动运算。