运算方法、装置及相关产品制造方法及图纸

本公开涉及一种运算方法、装置及相关产品。机器学习装置包括一个或多个指令处理装置，用于从其他处理装置中获取待处理数据和控制信息，并执行指定的机器学习运算，将执行结果通过I/O接口传递给其他处理装置；当机器学习运算装置包含多个指令处理装置时，多个指令处理装置间可以通过特定的结构进行连接并传输数据。其中，多个指令处理装置通过快速外部设备互连总线PCIE总线进行互联并传输数据；多个指令处理装置共享同一控制系统或拥有各自的控制系统、且共享内存或者拥有各自的内存；多个指令处理装置的互联方式是任意互联拓扑。本公开实施例所提供的运算方法、装置及相关产品的适用范围广，对指令的处理效率高、处理速度快。

【技术实现步骤摘要】
运算方法、装置及相关产品
本公开涉及计算机
，尤其涉及一种标量运算指令处理方法、装置及相关产品。
技术介绍
随着科技的不断发展，机器学习，尤其是神经网络算法的使用越来越广泛。其在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域中都得到了良好的应用。但由于神经网络算法的复杂度越来越高，所涉及的数据运算种类和数量不断增大。相关技术中，在对标量数据进行处理的效率低、速度慢。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种标量运算指令处理方法、装置及相关产品，以提高对标量数据进行处理的效率和速度。根据本公开的第一方面，提供了一种标量运算指令处理装置，所述装置包括：控制模块，用于对接收到的标量运算指令进行解析，获得所述标量运算指令的操作码和操作域，并根据所述操作码和所述操作域确定执行所述标量运算指令所需的待处理数据和目标地址，以及确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型；处理模块，用于根据所述数据处理类型对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据，并将所述处理后的数据存入所述目标地址中，其中，所述操作码用于指示所述标量运算指令对数据所需进行的处理至少包括标量运算处理，所述数据处理类型包括所述待处理数据的初始数据类型、所述处理后的数据的目标数据类型和运算类型，所述初始数据类型或所述目标数据类型为浮定点数数据类型，所述操作域包括所述待处理数据地址和所述目标地址。根据本公开的第二方面，提供了一种机器学习运算装置，所述装置包括：一个或多个上述第一方面所述的标量运算指令处理装置，用于从其他处理装置中获取待处理数据和控制信息，并执行指定的机器学习运算，将执行结果通过I/O接口传递给其他处理装置；当所述机器学习运算装置包含多个所述标量运算指令处理装置时，所述多个所述标量运算指令处理装置间可以通过特定的结构进行连接并传输数据；其中，多个所述标量运算指令处理装置通过快速外部设备互连总线PCIE总线进行互联并传输数据，以支持更大规模的机器学习的运算；多个所述标量运算指令处理装置共享同一控制系统或拥有各自的控制系统；多个所述标量运算指令处理装置共享内存或者拥有各自的内存；多个所述标量运算指令处理装置的互联方式是任意互联拓扑。根据本公开的第三方面，提供了一种组合处理装置，所述装置包括：上述第二方面所述的机器学习运算装置、通用互联接口和其他处理装置；所述机器学习运算装置与所述其他处理装置进行交互，共同完成用户指定的计算操作。根据本公开的第四方面，提供了一种机器学习芯片，所述机器学习芯片包括上述第二方面所述的机器学习络运算装置或上述第三方面所述的组合处理装置。根据本公开的第五方面，提供了一种机器学习芯片封装结构，该机器学习芯片封装结构包括上述第四方面所述的机器学习芯片。根据本公开的第六方面，提供了一种板卡，该板卡包括上述第五方面所述的机器学习芯片封装结构。根据本公开的第七方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述第四方面所述的机器学习芯片或上述第六方面所述的板卡。根据本公开的第八方面，提供了一种标量运算指令处理方法，所述方法应用于标量运算指令处理装置，所述方法包括：对接收到的标量运算指令进行解析，获得所述标量运算指令的操作码和操作域，并根据所述操作码和所述操作域确定执行所述标量运算指令所需的待处理数据和目标地址，以及确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型；根据所述数据处理类型对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据，并将所述处理后的数据存入所述目标地址中，其中，所述操作码用于指示所述标量运算指令对数据所需进行的处理至少包括标量运算处理，所述数据处理类型包括所述待处理数据的初始数据类型、所述处理后的数据的目标数据类型和运算类型，所述初始数据类型或所述目标数据类型为浮定点数数据类型，所述操作域包括所述待处理数据地址和所述目标地址。在一些实施例中，所述电子设备包括数据处理装置、机器人、电脑、打印机、扫描仪、平板电脑、智能终端、手机、行车记录仪、导航仪、传感器、摄像头、服务器、云端服务器、相机、摄像机、投影仪、手表、耳机、移动存储、可穿戴设备、交通工具、家用电器、和/或医疗设备。在一些实施例中，所述交通工具包括飞机、轮船和/或车辆；所述家用电器包括电视、空调、微波炉、冰箱、电饭煲、加湿器、洗衣机、电灯、燃气灶、油烟机；所述医疗设备包括核磁共振仪、B超仪和/或心电图仪。本公开实施例所提供的标量运算指令处理方法、装置及相关产品，该装置包括控制模块和处理模块。控制模块用于对接收到的标量运算指令进行解析，获得标量运算指令的操作码和操作域，并根据操作码和操作域确定执行标量运算指令所需的待处理数据目标地址，以及确定与标量运算指令相对应的数据处理类型。处理模块用于根据数据处理类型对待处理数据进行处理，得到处理后的数据，并将处理后的数据存入目标地址中。本公开实施例所提供的标量运算指令处理方法、装置及相关产品的适用范围广，对标量运算指令的处理效率高、处理速度快，能够提高标量数据的处理效率和速度。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开一实施例的标量运算指令处理装置的框图。图2示出根据本公开一实施例的标量运算指令处理装置的框图。图3a、图3b示出根据本公开一实施例的组合处理装置的框图。图4示出根据本公开一实施例的板卡的结构示意图。图5示出根据本公开一实施例的标量运算指令处理方法的流程图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。图1示出根据本公开一实施例的标量运算指令处理装置的框图。如图1所示，该装置包括控制模块11和处理模块12。控制模块11，用于对接收到的标量运算指令进行解析，获得标量运算指令的操作码和操作域，并根据操作码和操作域确定执行标量运算指令所需的待处理数据和目标地址，以及确定与标量运算指令相对应的数据处理类型。其中，数据处理类型包括待处理数据的初始数据类型和处理后的数据的目标数据类型，初始数据类型或目标数据类型为浮定点数数据类型。操作码用于指示标量运算指令对数据所需进行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标量运算指令处理装置，其特征在于，所述装置包括：/n控制模块，用于对接收到的标量运算指令进行解析，获得所述标量运算指令的操作码和操作域，并根据所述操作码和所述操作域确定执行所述标量运算指令所需的待处理数据和目标地址，以及确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型；/n处理模块，用于根据所述数据处理类型对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据，并将所述处理后的数据存入所述目标地址中，/n其中，所述操作码用于指示所述标量运算指令对数据所需进行的处理至少包括标量运算处理，/n所述数据处理类型包括所述待处理数据的初始数据类型、所述处理后的数据的目标数据类型和运算类型，所述初始数据类型或所述目标数据类型为浮定点数数据类型，/n所述操作域包括所述待处理数据地址和所述目标地址。/n

【技术特征摘要】
1.一种标量运算指令处理装置，其特征在于，所述装置包括：
控制模块，用于对接收到的标量运算指令进行解析，获得所述标量运算指令的操作码和操作域，并根据所述操作码和所述操作域确定执行所述标量运算指令所需的待处理数据和目标地址，以及确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型；
处理模块，用于根据所述数据处理类型对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据，并将所述处理后的数据存入所述目标地址中，
其中，所述操作码用于指示所述标量运算指令对数据所需进行的处理至少包括标量运算处理，
所述数据处理类型包括所述待处理数据的初始数据类型、所述处理后的数据的目标数据类型和运算类型，所述初始数据类型或所述目标数据类型为浮定点数数据类型，
所述操作域包括所述待处理数据地址和所述目标地址。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作域还包括所述数据处理类型，
所述控制模块，还用于在所述操作域包括所述数据处理类型时，根据所述操作域确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作码还用于指示所述数据处理类型，
所述控制模块，还用于在所述操作码用于指示所述数据处理类型时，根据所述操作码确定与所述标量运算指令相对应的数据处理类型。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作域还包括输入量，
其中，所述控制模块还用于在所述操作域中包括输入量时，从所述待处理数据地址中获取与所述输入量相对应的待处理数据。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述操作域还包括处理参数，所述处理参数包括偏移地址和处理参数中的任一种，
其中，所述控制模块，还用于在所述操作域包括所述偏移地址时，根据待处理数据地址和所述偏移地址，获取所述待处理数据，
其中，所述处理模块，还用于在所述操作域包括所述处理参数时，根据所述数据处理类型和所述处理参数，对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据。


6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，根据所述数据处理类型对所述待处理数据进行处理，得到处理后的数据，包括：
在所述初始数据类型与所述目标数据类型不同时，对初始数据类型的待处理数据进行数据类型转换处理，得到目标数据类型的转换后数据；
根据所述运算类型，对所述转换后数据进行运算处理，得到运算结果，并将所述运算结果确定为所述处理后的数据。


7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据处理类型还包括初始位数和目标位数，
其中，对初始数据类型的待处理数据进行数据类型转换处理，得到目标数据类型的转换后数据，包括：
对初始位数、初始数据类型的待处理数据进行数据类型转换处理，得到目标位数、目标数据类型的转换后数据。


8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块，包括：
至少一个运算器，用于执行与所述运算类型相对应的运算。


9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述装置还包括：存储模块，用于存储所述待处理数据，
其中，所述控制模块，包括：
指令存储子模块，用于存储所述标量运算指令；
指令处理子模块，用于对所述标量运算指令进行解析，得到所述标量运算指令的操作码和操作域；
队列存储子模块，用于存储指令队列，所述指令队列包括按照执行顺序依次排列的多个待执行指令，所述多个待执行指令包括所述标量运算指令，
其中，所述控制模块，还包括：
依赖关系处理子模块，用于在确定所述多个待执行指令中的第一待执行指令与所述第一待执行指令之前的第零待执行指令存在关联关系时，将所述第一待执行指令缓存在所述指令存储子模块中，在所述第零待执行指令执行完毕后，从所述指令存储子模块中提取所述第一待执行指令发送至所述处理模块，
其中，所述第一待执行指令与所述第一待执行指令之前的第零待执行指令存在关联关系包括：
存储所述第一待执行指令所需数据的第一存储地址区间与存储所述第零待执行指令所需数据的第零存储地址区间具有重叠的区域。


10.一种机器学习运算装置，其特征在于，所述装置包括：
一个或多个如权利要求1-9任一项所述的标量运算指令处理装置，用于从其他处理装置中获取待处理数据和控制信息，并执行指定的机器学习运算，将执行结果通过I/O接口传递给其他处理装置；
当所述机器学习运算装置包含多个所述标量运算指令处理装置时，所述多个所述标量运算指令处理装置间可以通过特定的结构进行连接并传输数据；
其中，多个所述标量运算指令处理装置通过快速外部设备互连总线PCIE总线进行互联并传输数据，以支持更大规模的机器学习的运算；多个所述标量运算指令处理装置共享同一控制系统或拥有各自的控制系统；多个所述标量运算指令处理装置共享内存或者拥有各自的内存；多个所述标量运算指令处理装置的互联方式是任意互联拓扑。


11.一种组合处理装置，其特征在于，所述组合处理装置包括：
如权利要求10所述的机器学习运算装置、通用互联接口和其他处理装置；
所述机器学习运算装置与所述其他处理装置进行交互，共同完成用户指定的计算操作，
其中，所述组合处理装置还包括：存储装置，该存储装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海寒武纪信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31