本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)，尤其涉及數(shù)據(jù)處理裝置、方法、計(jì)算系統(tǒng)、程序產(chǎn)品、存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、三維快速傅里葉變換作為高性能計(jì)算領(lǐng)域的核心算法，其硬件加速優(yōu)化對(duì)提升科學(xué)計(jì)算應(yīng)用性能具有重要價(jià)值。相關(guān)技術(shù)中，為提升三維快速傅里葉變換的效率，可以將待計(jì)算的三維矩陣數(shù)據(jù)分片為多個(gè)二維矩陣數(shù)據(jù)，并在計(jì)算設(shè)備中設(shè)置多個(gè)計(jì)算核、利用多個(gè)計(jì)算核并行處理這多個(gè)二維矩陣數(shù)據(jù)。由于三維矩陣數(shù)據(jù)的分片導(dǎo)致某一維度的數(shù)據(jù)不連續(xù)，無(wú)法滿足快速傅里葉變換的計(jì)算要求，因此在對(duì)該維度進(jìn)行快速傅里葉變換計(jì)算之前，需在該維度所在平面中對(duì)三維矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)置。這一轉(zhuǎn)置通常由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元這一硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。然而，隨著計(jì)算核數(shù)量的增多，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元需要設(shè)置大量通道與計(jì)算核進(jìn)行通信，容易帶來(lái)嚴(yán)重的扇出效應(yīng)，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)處理裝置的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了數(shù)據(jù)處理裝置、方法、計(jì)算系統(tǒng)、程序產(chǎn)品、存儲(chǔ)介質(zhì)，可在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元實(shí)施分級(jí)轉(zhuǎn)置策略，先使用一級(jí)互連通道進(jìn)行局部轉(zhuǎn)置，再使用二級(jí)互連通道進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，從而可減少單級(jí)互連通道的分支密度，避免出現(xiàn)扇出效應(yīng)，從而可提升數(shù)據(jù)處理裝置的處理性能。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)處理裝置，包括計(jì)算核、本地內(nèi)存、至少兩個(gè)一級(jí)互連通道和至少兩個(gè)二級(jí)互連通道?，計(jì)算核、一級(jí)互連通道、本地內(nèi)存分為至少兩個(gè)功能組；一級(jí)互連通道分別與所在功能組的計(jì)算核、各二級(jí)互連通道連接；二級(jí)互連通道與各功能組的本地內(nèi)存連接；
3、本地內(nèi)存，用于存放功能組的至少兩份二維矩陣數(shù)據(jù)；二維矩陣數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)待處理的三維矩陣數(shù)據(jù)在第二方向上進(jìn)行分片得到；
4、計(jì)算核，用于向本地內(nèi)存讀取功能組的二維矩陣數(shù)據(jù)，對(duì)二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第一方向的快速傅里葉變換計(jì)算得到二維矩陣計(jì)算結(jié)果，并將二維矩陣計(jì)算結(jié)果發(fā)送至一級(jí)互連通道；
5、一級(jí)互連通道，用于在第一方向和第二方向形成的第一平面中，確定功能組的二維矩陣計(jì)算結(jié)果在第一平面中形成的各二維數(shù)據(jù)面，對(duì)各二維數(shù)據(jù)面進(jìn)行局部轉(zhuǎn)置得到二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果，并將二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果中的不同數(shù)據(jù)行發(fā)送至不同二級(jí)互連通道；
6、二級(jí)互連通道，用于對(duì)位于相同第一平面的各數(shù)據(jù)行進(jìn)行重組得到各功能組的轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存，以便計(jì)算核對(duì)轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第二方向的快速傅里葉變換計(jì)算。
7、本發(fā)明還提供一種數(shù)據(jù)處理方法，應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括計(jì)算核、本地內(nèi)存、至少兩個(gè)一級(jí)互連通道和至少兩個(gè)二級(jí)互連通道，計(jì)算核、一級(jí)互連通道、本地內(nèi)存分為至少兩個(gè)功能組，各功能組的本地內(nèi)存保存至少兩份二維矩陣數(shù)據(jù)，二維矩陣數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)待處理的三維矩陣數(shù)據(jù)在第二方向上進(jìn)行分片得到；方法包括：
8、計(jì)算核向本地內(nèi)存讀取功能組的二維矩陣數(shù)據(jù)，對(duì)二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第一方向的快速傅里葉變換計(jì)算得到二維矩陣計(jì)算結(jié)果，并將二維矩陣計(jì)算結(jié)果發(fā)送至功能組的一級(jí)互連通道；
9、一級(jí)互連通道在第一方向和第二方向形成的第一平面中，確定功能組的二維矩陣計(jì)算結(jié)果在第一平面中形成的各二維數(shù)據(jù)面，對(duì)各二維數(shù)據(jù)面進(jìn)行局部轉(zhuǎn)置得到二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果，并將二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果中的不同數(shù)據(jù)行發(fā)送至不同二級(jí)互連通道；
10、二級(jí)互連通道對(duì)位于相同第一平面中的各數(shù)據(jù)行進(jìn)行重組得到各功能組的轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存，以便計(jì)算核對(duì)轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第二方向的快速傅里葉變換計(jì)算。
11、本發(fā)明還提供一種計(jì)算系統(tǒng)，包括主機(jī)和上述的數(shù)據(jù)處理裝置；
12、主機(jī)，用于向數(shù)據(jù)處理裝置下發(fā)三維矩陣數(shù)據(jù)。
13、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序或指令，計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)處理方法。
14、本發(fā)明還提供一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器加載并執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)處理方法。
15、本發(fā)明的有益效果在于：在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)處理裝置可以包括計(jì)算核、本地內(nèi)存、至少兩個(gè)一級(jí)互連通道和至少兩個(gè)二級(jí)互連通道。計(jì)算核、一級(jí)互連通道、本地內(nèi)存可以分為至少兩個(gè)功能組；一級(jí)互連通道分別與所在功能組的計(jì)算核、各二級(jí)互連通道連接；二級(jí)互連通道與各功能組的本地內(nèi)存連接。其中，本地內(nèi)存可以用于存放功能組的至少兩份二維矩陣數(shù)據(jù)，該二維矩陣數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)待處理的三維矩陣數(shù)據(jù)在第二方向上進(jìn)行分片得到，即每個(gè)功能組可并行處理至少兩份二維矩陣數(shù)據(jù)。計(jì)算核可以向本地內(nèi)存讀取功能組的二維矩陣數(shù)據(jù)，對(duì)二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第一方向的快速傅里葉變換計(jì)算得到二維矩陣計(jì)算結(jié)果，并將二維矩陣計(jì)算結(jié)果發(fā)送至一級(jí)互連通道。一級(jí)互連通道可以在第一方向和第二方向形成的第一平面中，確定功能組的二維矩陣計(jì)算結(jié)果在第一平面中形成的各二維數(shù)據(jù)面，對(duì)各二維數(shù)據(jù)面進(jìn)行局部轉(zhuǎn)置得到二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果，并將二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果中的不同數(shù)據(jù)行發(fā)送至不同二級(jí)互連通道。即，一級(jí)互連通道可以在功能組內(nèi)，先對(duì)該組產(chǎn)生的二維矩陣計(jì)算結(jié)果進(jìn)行第一平面中的局部轉(zhuǎn)置。隨后，二級(jí)互連通道可以對(duì)位于相同第一平面的各數(shù)據(jù)行進(jìn)行重組得到各功能組的轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存，以便計(jì)算核對(duì)轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)執(zhí)行沿第二方向的快速傅里葉變換計(jì)算。即，二級(jí)互連通道可以繼續(xù)對(duì)局部轉(zhuǎn)置后的各個(gè)數(shù)據(jù)行進(jìn)行重組，得到轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)。由于一級(jí)互連通道可僅對(duì)功能組內(nèi)產(chǎn)生的二維矩陣計(jì)算結(jié)果進(jìn)行局部轉(zhuǎn)置得到二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果，并可以將二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果中的不同數(shù)據(jù)行下發(fā)至不同二級(jí)互連通道，即每一二級(jí)互連通道僅需對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)行進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，因此可減少單級(jí)互連通道的分支密度，避免出現(xiàn)扇出效應(yīng)，從而可提升數(shù)據(jù)處理裝置的處理性能。
16、本發(fā)明還提供一種數(shù)據(jù)處理方法、計(jì)算系統(tǒng)、程序產(chǎn)品、存儲(chǔ)介質(zhì)，具有上述有益效果。
1.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括計(jì)算核、本地內(nèi)存、至少兩個(gè)一級(jí)互連通道和至少兩個(gè)二級(jí)互連通道，所述計(jì)算核、所述一級(jí)互連通道、所述本地內(nèi)存分為至少兩個(gè)功能組；所述一級(jí)互連通道分別與所在功能組的計(jì)算核、各二級(jí)互連通道連接；所述二級(jí)互連通道與各功能組的本地內(nèi)存連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述一級(jí)互連通道，還用于將所述二維數(shù)據(jù)面等分為b×b尺寸的子矩陣，并對(duì)各所述子矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到所述二維數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)置結(jié)果；b為所述功能組中的二維矩陣數(shù)據(jù)的份數(shù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述三維矩陣數(shù)據(jù)的尺寸為n3，所述一級(jí)互連通道的數(shù)量為a，所述二級(jí)互連通道的數(shù)量為b，所述功能組的數(shù)量為a，所述功能組包含b個(gè)本地內(nèi)存，所述二級(jí)互連通道與各功能組中的一個(gè)本地內(nèi)存連接，a×b=n。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，當(dāng)每個(gè)功能組中的計(jì)算核數(shù)量小于b時(shí)，所述計(jì)算核，還用于：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，當(dāng)每個(gè)功能組中的計(jì)算核數(shù)量等于b時(shí)，所述計(jì)算核設(shè)置有專屬的本地內(nèi)存。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，當(dāng)每個(gè)功能組中的計(jì)算核數(shù)量大于b時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括三級(jí)互連通道；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述計(jì)算核，還用于：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述一級(jí)互連通道具有b個(gè)輸入端和輸出端，所述二級(jí)互連通道具有a個(gè)輸入端和輸出端，所述一級(jí)互連通道的輸入端與所述計(jì)算核的輸出端連接，所述一級(jí)互連通道的每個(gè)輸出端與每個(gè)二級(jí)互連通道的輸入端連接，所述二級(jí)互連通道的每個(gè)輸出端與每個(gè)功能組中的一個(gè)本地內(nèi)存連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，還包括先入先出隊(duì)列，所述先入先出隊(duì)列與所述一級(jí)互連通道的每個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)，并與所述計(jì)算核的輸出端、所述一級(jí)互連通道的輸入端連接；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，還包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述本地內(nèi)存包含第一端口和第二端口，所述計(jì)算核通過(guò)所述第一端口讀取所述二維矩陣數(shù)據(jù)，所述二級(jí)互連通道通過(guò)所述第二端口寫入所述轉(zhuǎn)置后二維矩陣數(shù)據(jù)。
12.一種數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括計(jì)算核、本地內(nèi)存、至少兩個(gè)一級(jí)互連通道和至少兩個(gè)二級(jí)互連通道，所述計(jì)算核、所述一級(jí)互連通道、所述本地內(nèi)存分為至少兩個(gè)功能組，各功能組的本地內(nèi)存保存至少兩份二維矩陣數(shù)據(jù)，所述二維矩陣數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)待處理的三維矩陣數(shù)據(jù)在第二方向上進(jìn)行分片得到；所述方法包括：
13.一種計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)和權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理裝置；
14.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序或指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)處理方法。
15.一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器加載并執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)處理方法。