本文關(guān)鍵詞：一種支持優(yōu)化分塊策略的矩陣乘加速器設(shè)計

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【摘要】：在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,大規(guī)模浮點矩陣乘法往往是最耗時的計算核心之一。在新興的應(yīng)用中經(jīng)常存在至少有一個維度很小的大規(guī)模矩陣,我們把具備這種特性的矩陣稱為非均勻矩陣。由于FPGA上用以存儲中間結(jié)果的片上存儲器容量十分有限,計算大規(guī)模矩陣乘法時往往需要將矩陣劃分成細粒度的子塊計算任務(wù)。當(dāng)加速非均勻矩陣乘法時,由于只支持固定分塊大小,大多數(shù)現(xiàn)有的線性陣列結(jié)構(gòu)的硬件矩陣乘法器將遭受很大的性能下降。為了解決這個問題,提出了一種有效的優(yōu)化分塊策略。在此基礎(chǔ)上,在Xilinx公司的Zynq XC7Z045FPGA芯片上實現(xiàn)了一個支持可變分塊的矩陣乘法器。通過集成224個處理單元,該矩陣乘法器在150 MHz的時鐘頻率下對于實際應(yīng)用中的非均勻矩乘達到了48GFLOPS的實測性能,而所需帶寬僅為4.8GB/s。實驗結(jié)果表明,我們提出的分塊策略相比于傳統(tǒng)的分塊算法實現(xiàn)了高達12%的性能提升。
【作者單位】： 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： FPGA 非均勻矩陣 矩陣乘法 分塊策略
【基金】：國家863計劃(2012AA012706) 國家自然科學(xué)基金(61272145)
【分類號】：TP332.22
【正文快照】： 1引言隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展以及集成電路技術(shù)的進步,單芯片上集成了越來越多的晶體管,當(dāng)前FPGA芯片提供了專用的算術(shù)模塊、大量的邏輯資源和存儲資源,以及外部存儲器接口、網(wǎng)絡(luò)接口、外圍接口等,已成為加速應(yīng)用的一種重要方式[1]。浮點矩陣乘運算廣泛存在于現(xiàn)代應(yīng)用中,如

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本文編號：853941