CN117014307A - 一种参数生成装置、重排列方法和相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种参数生成装置、重排列方法和相关装置,涉及人工智能等领域,参数生成装置包括控制单元、计算单元和多个参数生成单元,控制单元用于确定目标网络中待处理的目标节点层,第一参数取值关系可以由多个参数生成单元并行确定,用于确定目标节点层的状态参数,这种并行处理方式可以减少目标节点层的状态参数的确定时间,使目标网络的状态参数的确定具有较低的时间复杂度,且参数生成装置能够在目标网络获取到初始数据向量并进行重排列时为目标网络实时确定状态参数,提高目标网络的配置效率,使其能够适用于高频切换场景。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理领域,特别是涉及一种参数生成装置、重排列方法和相关装置。
背景技术
目前,矢量处理能力是处理器灵活性的关键因素,例如对于业界主流的人工智能(Artificial Intelligence,AI)处理器,高算力的矢量处理单元可以大大提升AI处理器性能。在矢量处理场景中,通常需要对矢量进行重排列,矢量的重排列过程比较复杂,尤其是当矢量并行度较高时,矢量重排列会消耗大量的运行时间。
矢量重排列可以通过矢量重排列电路实现,例如benes网络具有其无阻塞等特点,可以用于矢量重排列电路中。目前可以通过执行参数生成程序得到矢量重排列电路的控制参数,将该控制参数配置到矢量重排列电路中,可以使重排列电路具有实现数据的重排列的功能,然而这种参数生成方式的时间复杂性较高,不能满足高频切换的场景。
发明内容
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种参数生成装置、重排列方法和相关装置,使目标网络的状态参数的确定具有较低的时间复杂度,提高目标网络的配置效率。
本申请实施例公开了如下技术方案:
一方面,本申请提供一种参数生成装置,所述装置包括:控制单元、计算单元和多个参数生成单元:
所述控制单元,用于确定目标网络中待处理的目标节点层;所述目标网络包括多个交换节点,所述多个交换节点构成节点阵列,所述节点阵列中相邻两个节点层之间具有连接关系,所述目标网络用于对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;
所述多个参数生成单元和所述目标节点层的交换节点一一对应,用于根据所述目标网络的结构信息、所述初始数据向量和所述目标数据向量,并行确定所述多个参数生成单元分别与指定单元的第一参数取值关系,所述指定单元为所述多个参数生成单元中具有预设参数取值的单元;
所述计算单元,用于根据所述第一参数取值关系和所述预设参数取值分别确定所述多个参数生成单元的预测参数取值,所述预测参数取值分别作为与所述多个参数生成单元对应的交换节点的状态参数,所述状态参数用于指示交换节点的开关状态为直通状态或交换状态。
另一方面,本申请提供一种重排列方法,所述方法包括:
为目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述的参数生成装置得到。
另一方面,本申请提供一种重排列装置,所述装置包括:
数据输入单元,用于为所述目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述的参数生成装置得到。
另一方面,本申请提供一种重排列系统,包括:重排列控制器、目标网络以及所述的参数生成装置;
所述重排列控制器用于执行所述的重排列方法;
所述目标网络用于对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量,所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述参数生成装置得到。
另一方面,本申请提供一种计算机设备,所述设备包括处理器以及存储器:
所述存储器用于存储计算机程序,并将所述计算机程序传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行上述方面所述的对话视频创建方法。
另一方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序,所述计算机程序用于执行上述方面所述的对话视频创建方法。
另一方面,本申请实施例提供了一种包括计算机程序的计算机程序产品,当其在计算机设备上运行时,使得所述计算机设备执行所述的对话视频创建方法。
由上述技术方案可以看出,目标网络包括多个交换节点,多个交换节点构成节点阵列,节点阵列中相邻两个节点层之间具有连接关系,目标网络用于对初始数据向量中的多个数据元素进行重排列得到目标数据向量,参数生成装置可以包括控制单元、计算单元和多个参数生成单元,控制单元可以确定目标网络中待处理的目标节点层,多个参数生成单元和目标节点层的交换节点一一对应,可以根据目标网络的层级信息、初始数据向量和目标数据向量,并行确定多个参数生成单元分别与多个参数生成单元中的指定单元的第一参数取值关系,第一参数取值关系用于指示多个参数生成单元的参数取值和指定单元的参数取值相同或相反。由于指定单元具有预设参数取值,则计算单元可以根据第一参数取值关系和预设参数取值可以分别确定多个参数生成单元的预测参数取值,预测参数取值可以分别作为与多个参数生成单元对应的交换节点的状态参数,状态参数用于指示交换节点的开关状态为直通状态或交换状态。由于第一参数取值关系可以由多个参数生成单元并行确定,则可以减少目标节点层的状态参数的确定时间,使目标网络的状态参数的确定具有较低的时间复杂度,且参数生成装置能够在目标网络获取到初始数据向量并进行重排列时为目标网络实时确定状态参数,提高目标网络的配置效率,使其能够适用于高频切换场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种重排列方法的应用场景示意图;
图2为本申请实施例提供的一种重排列方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的一种重排列过程示意图;
图4为本申请实施例提供的一种目标网络的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种为目标网络生成状态参数的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种参数生成装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的一种结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种确定邻接单元的过程示意图;
图9为本申请实施例提供的一种单元邻接关系链的扩展过程示意图;
图10为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的另一种结构示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种单元邻接关系链的扩展过程示意图;
图12为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的又一种结构示意图;
图13为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的再一种结构示意图;
图14为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的还一种结构示意图;
图15为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的又再一种结构示意图;
图16为本申请实施例提供的一种参数生成单元的结构示意图;
图17为本申请实施例提供的一种寄存器的存储状态示意图;
图18为本申请实施例提供的一种重排列装置的结构框图;
图19为本申请实施例提供的一种终端设备的结构图;
图20为本申请实施例提供的一种服务器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图,对本申请的实施例进行描述。
目前可以通过执行参数生成程序得到矢量重排列电路的控制参数,将该控制参数配置到矢量重排列电路中,可以使重排列电路具有实现数据的重排列的功能,然而这种参数生成方式的时间复杂性较高,不能满足高频切换的场景。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种参数生成装置、重排列方法和相关装置,参数生成装置包括控制单元、计算单元和多个参数生成单元,控制单元用于确定目标网络中待处理的目标节点层,第一参数取值关系可以由多个参数生成单元并行确定,用于确定目标节点层的状态参数,这种并行处理方式可以减少目标节点层的状态参数的确定时间,使目标网络的状态参数的确定具有较低的时间复杂度,且参数生成装置能够在目标网络获取到初始数据向量并进行重排列时为目标网络实时确定状态参数,提高目标网络的配置效率,使其能够适用于高频切换场景。
本申请实施例提供的一种重排列方法是基于AI实现的,人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。换句话说,人工智能是计算机科学的一个综合技术,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能也就是研究各种智能机器的设计原理与实现方法,使机器具有感知、推理与决策的功能。
人工智能技术是一门综合学科,涉及领域广泛,既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习、自动驾驶、智慧交通等几大方向。
在本申请实施例中,主要涉及的人工智能软件技术包括上述机器学习/深度学习等方向。例如,可以涉及机器学习(Machine learning,ML)中的深度学习(Deep Learning),包括各类人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)。
本申请实施例所提供的重排列方法可以通过计算机设备实施,该计算机设备可以是终端设备或服务器,其中,服务器可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备包括但不限于手机、电脑、智能语音交互设备、智能家电、车载终端等。终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接,本申请在此不做限制。
随着人工智能技术研究和进步,人工智能技术在多个领域展开研究和应用,例如常见的智能家居、智能穿戴设备、虚拟助理、智能音箱、智能营销、无人驾驶、自动驾驶、无人机、机器人、智能医疗、智能客服、车联网、自动驾驶、智慧交通等,相信随着技术的发展,人工智能技术将在更多的领域得到应用,并发挥越来越重要的价值。
为了便于理解本申请提供的技术方案,接下来,将结合一种实际应用场景,对本申请实施例提供的一种重排列方法进行介绍。
参见图1,图1为本申请实施例提供的一种重排列方法的应用场景示意图。在图1所示的应用场景中,包括用于进行向量重排列的重排列系统,重排列系统包括重排列控制器11、目标网络12和参数生成装置13,其中目标网络12分别与重排列控制器11和参数生成装置13连接,重排列控制器11、目标网络12和参数生成装置13可以配置在服务器10中,使服务器10可以实现向量重排列。在其他实施例中,重排列控制器11可以配置在服务器10中,目标网络12和参数生成装置13可以配置在服务器10之外,服务器10和目标网络12之间可以进行数据传输,以使服务器10利用目标网络12进行数据重排列,在此不进行图示说明。
重排列控制器11用于执行重排列方法,具体的,可以为目标网络12输入初始数据向量,以利用目标网络12对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量。目标网络12包括多个交换节点,多个交换节点构成节点阵列,节点阵列中相邻两个节点层之间具有连接关系,目标网络12用于对初始数据向量中的多个数据元素进行重排列得到目标数据向量。
目标网络12中的交换节点的状态参数通过参数生成装置13得到。参数生成装置13可以包括控制单元131、计算单元132和多个参数生成单元133,控制单元131可以确定目标网络12中待处理的目标节点层,多个参数生成单元133和目标节点层的交换节点一一对应,可以根据目标网络12的层级信息、初始数据向量和目标数据向量,并行确定多个参数生成单元133分别与多个参数生成单元133中的指定单元的第一参数取值关系,第一参数取值关系用于指示多个参数生成单元133的参数取值和指定单元的参数取值相同或相反。
由于指定单元具有预设参数取值,则计算单元132可以根据第一参数取值关系和预设参数取值可以分别确定多个参数生成单元133的预测参数取值,预测参数取值可以分别作为与多个参数生成单元133对应的交换节点121的状态参数,状态参数用于指示交换节点121的开关状态为直通状态或交换状态。由于第一参数取值关系可以由多个参数生成单元133并行确定,则可以减少目标节点层的状态参数的确定时间,使状态参数的确定具有较低的时间复杂度,且参数生成装置13能够在目标网络12获取到初始数据向量并进行重排列时为目标网络12实时确定状态参数,提高目标网络12的配置效率,使其能够适用于高频切换场景。
接下来,将结合附图,对本申请实施例提供的一种重排列方法进行介绍。
参见图2所示,图2为本申请实施例提供的一种重排列方法的流程图,该方法包括:
S101,为目标网络输入初始数据向量,以利用目标网络对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量,目标网络中的交换节点的状态参数通过参数生成装置得到。
本申请实施例中,目标网络用于进行数据元素的重排列,目标网络可以用于矢量重排列电路。为目标网络输入初始数据向量(payload vector),可以利用目标网络对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量,具体的,目标网络的输入数据还可以包括目的编号向量(destination index vector,dst_idx vector),目的编号向量包括多个目的元素编号,分别用于指示初始数据向量中的多个数据元素在目标数据向量中的元素编号,即多个数据元素中当前通道的数据元素要被路由到的目的元素编号。
参考图3所示,为本申请实施例提供的一种重排列过程示意图,初始数据向量包括四个数据元素:payload0、payload1、payload2和payload3,目的编号向量包括四个目的元素编号:3、0、1和2,分别与四个数据元素对应,则目的元素编号3指示数据元素payload0在目标数据向量中的元素编号为3,目的元素编号0指示数据元素payload1在目标数据向量中的元素编号为0,目的元素编号1指示数据元素payload2在目标数据向量中的元素编号为1,目的元素编号2指示数据元素payload3在目标数据向量中的元素编号为2,目标数据向量中的元素编号体现数据元素在目标数据向量中的位置,则可以根据各个数据元素在目标数据向量中的元素编号对各个数据元素进行排序,得到目标数据向量中的四个数据元素依次为:payload1、payload2、payload3和payload0,分别对应元素编号0、1、2和3,实现了初始数据向量到目标数据向量的转化,即实现了数据元素的重排列。
目标网络包括多个交换节点,每个交换节点可以对输入的多个数据元素进行顺序处理,多个交换节点构成节点阵列,使目标网络包括多个节点层,每个节点层包括多个交换节点,节点阵列中相邻两个节点层之间具有连接关系,目标网络中的相邻两个节点层之间的连接关系,在目标网络构建时已确定,则输入目标网络的数据元素利用目标网络中的相邻两个节点层之间的连接关系逐层传输后输出,这样各个数据元素通过多个节点层的交换节点可以被路由到需要的位置,从而具有新的顺序。
目标网络可以为能够进行数据元素的重排列的网络,例如可以为benes网络,benes网络具有共轭路径特性,是电路交换中著名的可重排无阻塞网络。目标网络中的每个交换节点可以对两个数据元素进行顺序处理,则输入目标网络的数据元素的数量可以为N个时,两个数据元素可以被输入同一交换节点,目标网络中每一层交换节点的数量为N/2个,目标网络中节点层的数量为2log2N-1,使输入的N个数据元素可以被重排列为任何需要的顺序。
举例来说,N为8,每一层交换节点的数量为4个,目标网络中节点层的数量为5层。参考图4所示,为本申请实施例提供的一种目标网络的结构示意图,目标网络中包括5个节点层,层号分别记为0、1、2、3、4,每一个节点层包括4个交换节点,编号分别为0、1、2、3,则可以根据各个交换节点的层号和编号为各个交换节点命名,将各个交换节点记为S0,0、S0,1、……、S4,3,其中S0,0表示第0层第0个交换节点,S0,1表示第0层第1个交换节点,以此类推。目标网络中各个交换节点之间的连接关系为已知信息,每个交换节点有两个输入和两个输出。
具体的,目标网络中的每个交换节点的对输入的数据元素的顺序处理状态也可称为开关状态,可以包括交换状态和直通状态,交换节点的开关状态为交换状态时,输入该交换节点的多个数据元素的顺序被交换,交换节点的开关状态为直通状态时,输入该交换节点的多个数据元素的顺序不被交换。以图4中的交换节点S4,0为例,其开关状态为不交换,左输入的数据元素为1,右输入的数据元素为0,则其左输出的数据元素为1,右输出的数据元素为0;以图4中的交换节点S4,1为例,其开关为交换,左输入的数据元素为2,右输入的数据元素为3,其左输出的数据元素为3,右输出的数据元素为2。
具体实施时,通过配置各个交换节点的开关状态,可以使各个交换节点具有不同的顺序处理规则,从而使目标网络具有特定的重排列功能。各个交换节点的开关状态,可以通过各个交换节点对应的状态参数表示,即各个交换节点的状态参数可以指示交换节点对输入的多个数据元素的开关状态为直通状态或交换状态。例如可以通过第一参数指示交换节点的开关状态为直通状态,通过第二参数指示交换节点的开关状态为交换状态,第一参数例如为0,第二参数例如为1。
目前可以通过执行参数生成程序得到目标网络中各个交换节点的状态参数,作为目标网络的控制参数,然而参数生成程序在执行过程中并行度不高,导致参数生成过程时间复杂度较高,参数生成程序通常针对各个数据元素进行运算,其时间复杂度为O(N)。此外,参数生成程序可以通过中央处理器执行,而后将得到的状态参数写入内存,由目标网络从内存中读取状态参数并配置到各个交换节点,进行数据元素的重排列,这种运算需要在目标网络进行重排列之前提前进行,这样针对不同的重排列需求需要提前运算并存储状态参数,随着目标网络规格的增加,需要更多的存储单元对状态参数进行存储,浪费了宝贵的片上缓存容量,且由于内存的读写延迟较大,对于实时性要求比较高的数据重排列场景,这种方式性能较低。
本申请实施例中,目标网络中的交换节点的状态参数可以通过参数生成装置得到,参考图5所示,为本申请实施例提供的一种为目标网络生成状态参数的示意图,目标网络具有多个交换节点,多个交换节点之间具有连接关系,目标网络的输入数据包括初始数据向量(75206341)和目的编码向量,通过初始数据向量和目的编码向量可以得到目标数据向量(01234567),通过参数生成装置逐层为多个交换节点生成状态参数,可以使交换节点具备相应的开关状态,从而使目标网络能够将初始数据向量转化为目标数据向量。
参考图6所示,为本申请实施例提供的一种参数生成装置的结构示意图,参数生成装置包括控制单元131、计算单元132和多个参数生成单元133,控制单元131用于控制多个参数生成单元133进行运算,计算单元132用于对多个参数生成单元133的运算结果进行处理得到目标网络中多个交换节点的状态参数。具体的,多个参数生成单元可以并行对目标网络中待处理的目标节点层进行处理,控制单元可以确定目标网络中当前待处理的目标节点层,这样将目标网络中的多个节点层依次作为目标节点层,可以对多个节点层进行依次处理,从而逐层确定目标网络中的多个交换节点的状态参数。
参数生成单元也可以称为开关生成引擎(switch generate engine,SGE),多个参数生成单元和目标节点层的交换节点一一对应,即多个参数生成单元和目标节点层的交换节点的数量一致,在一层节点层的交换节点数量为N/2时,多个参数生成单元的数量也为N/2,例如数据元素的数量为8,则参数生成单元的数量为4。参数生成单元可以用于根据目标网络的结构信息、初始数据向量和目标数据向量,确定该参数生成单元与指定单元的第一参数取值关系,多个参数生成单元可以并行确定各自与指定单元的第一参数取值关系,指定单元可以为多个参数生成单元中具有预设参数取值的单元,指定单元可以根据实际情况设定,例如可以为具有预设编号的单元,也可以为编号最大的单元,或者可以为编号最小的单元。
第一参数取值关系用于指示多个参数生成单元的预测参数取值和指定单元的预设参数取值相同或相反,参数生成单元的预测参数取值即为参数生成单元为对应的交换节点生成的状态参数,用于指示其对应的交换节点的开关状态,同样的,指定单元的预设参数取值即为指定单元为其对应的交换节点生成的状态参数,用于指示其对应的交换节点的开关状态,例如参数生成单元的预测参数取值为0,则参数生成单元对应的交换节点的状态参数为0,指示参数生成单元对应的交换节点的开关状态为直通状态。在参数生成单元的预测参数取值和指定单元的预设参数取值相同时,该参数生成单元对应的交换节点的开关状态与指定单元对应的交换节点的开关状态相同,在参数生成单元的预测参数取值和指定单元的预设参数取值相反时,该参数生成单元对应的交换节点的开关状态与指定单元对应的交换节点的开关状态相反。
在多个参数生成单元并行确定多个参数生成单元分别与指定单元的第一参数取值关系后,计算单元可以根据第一参数取值关系和指定单元的预设参数取值,分别确定多个参数生成单元的预测参数取值,多个参数生成单元的预测参数取值,分别作为多个参数生成单元对应的交换节点的状态参数。
参数生成装置中,可以由多个参数生成单元并行运算,减少状态参数的确定时间,使状态参数的确定具有较低的时间复杂度,对于高频切换的场景,性能明显提升,且参数生成装置能够在目标网络获取到初始数据向量并进行重排列时为目标网络实时确定状态参数,相比于通过内存进行数据传递而言提高了数据传输效率,提高目标网络的配置效率,使其能够适用于高频切换场景,同时减少预先运算导致的存储资源浪费。
目标节点层为目标网络中的一个节点层,目标网络中还可以具有中间节点层,中间节点层为所有节点层中的中间层,目标网络中的除中间层之外的其他层均具有关于中间节点层对称的对称节点层,目标网络可以具有与目标节点层关于中间节点层对称的对称节点层。目标节点层可以为目标网络中从输入侧至输出侧的第一方向上的前log2N-1层节点层中的任意一层,即目标节点层为中间节点层之前的任意一层,目标网络中的位于中心节点层之后的节点层,作为这些目标节点层的对称节点层,在目标网络中包括第0层节点层至第2log2N-1层节点层时,中间节点层为第log2N-1层节点层。
以下说明中,将以多个参数生成单元中的目标单元作为描述对象,目标单元可以为多个参数生成单元中的任意一个单元,多个参数生成单元中除目标单元之外的其他单元的执行过程可以参考目标单元的描述。参考图7所示,为本申请实施例提供的目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的一种结构示意图,其中目标网络包括5个节点层,每个节点层包括4个交换节点,不同节点层之间的节点连接信息如图所示,初始数据向量和目标数据向量如图所示,各个交换节点的开光状态均为未知,需要通过参数生成装置确定。
目标单元和指定单元的第一参数取值关系可以根据如下方式确定:目标单元根据目标网络的结构信息、初始数据向量和目标数据向量,确定目标节点层的输入数据向量和对称节点层的输出数据向量;之后,目标单元根据目标节点层的输入数据向量以及对称节点层的输出数据向量,确定目标单元的邻接单元,使邻接节点的输入元素和目标节点的输入元素,经由对称节点层中的同一交换节点输出,其中目标节点为目标节点层中与目标单元对应的交换节点,邻接节点为目标节点层中与目标单元的邻接节点对应的交换节点;之后,目标单元根据目标节点层和对称节点层之间的节点连接信息,确定目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,第二参数取值关系用于指示目标单元的预测参数取值和目标单元的邻接单元的预测参数取值相同或相反;之后,目标单元根据目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,确定目标单元和指定单元的第一参数取值关系。各个参数生成单元可以并行作为目标单元,利用以上方式确定各自与指定单元的第一参数取值关系,从而节省运算时间。
具体的,以目标网络中的节点层的总层数为2log2N-1为例,目标节点层为目标网络中在第一方向上的第j层节点层,j为大于或等于0,且小于或等于log2N-2的整数,中间节点层为第log2N-1层节点层,若j为0,对称节点层为目标网络中在第一方向上的第2log2N-2层节点层,则目标单元可以确定初始数据向量为目标节点层的输入数据向量,确定目标数据向量为对称节点层的输出数据向量;若j大于0,对称节点层为目标网络中在第一方向上的第2log2N-2-j层节点层,则目标节点可以根据目标网络中在第一方向上的第j-1层节点层的输入数据向量、该第j-1层节点层的交换节点的状态参数以及目标节点层(即第j层节点层)和该第j-1层节点层之间的节点连接信息确定目标节点层的输入数据向量,并根据目标网络中目标节点层的输入数据向量、目标网络中在第一方向上的第2log2N-1-j层节点层的输出数据向量以及目标节点层和该第2log2N-1-j层节点层之间的节点连接信息确定对称节点层的输出数据向量,其中j为大于0,且小于或等于log2N-1的整数。
这样,基于目标网络的网络结构,可以根据目标节点层的外层的状态参数以及输入数据向量,得到目标节点层的输入数据向量,在从数据输入端开始逐层确定目标节点层的状态参数的情况下,逐层确定内层的输入数据向量,以便后续将内层作为目标节点层从而进行其状态参数的确定;基于目标网络结构,还可以根据对称节点层的外层的输出数据向量,得到对称节点层的输出数据向量,在从数据输出端开始逐层确定对称节点层的状态参数的情况下,逐层确定内层的输出数据向量,以便后续将内层作为对称节点层从而进行其对应的目标节点层的状态参数的确定。
举例来说,参考图7所示,N为8,目标网络中的节点层的总层数为5,目标网络中的第0层节点层的输入数据向量为初始数据向量,第1层节点层的输入数据向量根据初始数据向量、第0层节点层的交换节点的状态参数以及第1层节点层和第0层节点层之间的节点连接信息确定,实现从数据输入端开始的逐层计算,第4层节点层的输出数据向量为目标数据向量,第3层节点层的输出数据根据第1层节点层的输入数据向量、目标数据向量以及第1层节点层和第3层节点层之间的节点连接信息确定,实现从数据输出端开始的逐层计算。
具体的,确定的目标单元的邻接单元,可以使邻接节点的输入元素和目标节点的输入元素,经由对称节点层中的同一交换节点输出。举例来说,参数生成单元的数量4,参考图8所示,为本申请实施例提供的一种确定邻接单元的过程示意图,多个参数生成单元记为SGE0、SGE1、SGE2和SGE3,在第0层节点层作为目标节点层,第4层节点层作为对称节点层时,针对第0层节点层的交换节点S0,0、S0,1、S0,2和S0,3,SGE0、SGE1、SGE2和SGE3分别与交换节点S0,0、S0,1、S0,2和S0,3对应。
参考图6所示可知,根据第0层节点层的交换节点的顺序以及初始数据向量,每两个数据元素为一组输入一个SGE对应的交换节点中,参数生成单元SGE0对应的交换节点S0,0的输入数据为5和7,SGE1对应的交换节点S0,1的输入数据为2和0,SGE2对应的交换节点S0,2的输入数据为6和3,SGE3对应的交换节点S0,3对应的输入数据为4和1。针对第4层节点层,其输出数据向量为目标数据向量,根据第4层节点层的交换节点的顺序以及目标数据向量,每两个数据元素为一组由同一个SGE对应的交换节点输出,则交换节点S4,0输出0和1,交换节点S4,1输出2和3,交换节点S04,2输出4和5,交换节点S4,3输出6和7。
如前所述,交换节点S4,0输出0和1,则第0层节点层中输出0的交换节点S0,1对应的SGE1和输出1的交换节点S0,3对应的SGE3互为邻接单元,同理,根据其他数据元素确定SGE0和SGE2互为邻接单元,SGE0和SGE3互为邻接单元,SGE1和SGE2互为邻接单元,参考图8所示,可以利用互为邻接单元的参数生成单元之间的连线体现其邻接关系。具体实施时,各个参数生成单元可以确定自身的邻接单元,例如SGE0可以确定SGE2和SGE3为其邻接单元,SGE1可以确定SGE2和SGE3为其邻接单元,SGE2可以确定SGE1和SGE0为其邻接单元,SGE3可以确定SGE0和SGE1为其邻接单元。
具体的,在确定目标单元的邻接单元之后,可以确定目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,具体实施时,目标节点层和对称节点层之间具有2log2N-1-2*M层节点层,则目标单元可以将目标节点层和对称节点层之间的交换节点分为结构相同的2M个节点子阵列,每个节点子阵列多包含的节点层的总层数为2log2N-1-2*M,每个节点子阵列中的交换节点的数量相同,即均为N/2M+1,2M个节点子阵列根据排列顺序被两两分组得到2M-1个阵列组,M为正整数;之后可以根据目标节点与2M个节点子阵列中的交换节点的连接关系,以及邻接节点与2M个节点子阵列中的交换节点的连接关系,确定满足条件使目标节点和邻接节点的第二参数取值关系,作为目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,交换条件为由对称节点层中的同一交换节点输出的数据元素,分别由目标节点和邻接节点输出至同一阵列组中的不同节点子阵列。可以理解的是,2M小于或等于N/2,则对目标节点层和对称节点层之间的交换节点分为结构相同的2M个节点子阵列的操作,直到每个节点子阵列包括一个交换节点为止。
参考图7所示,第1层节点层、第2层节点层和第3层节点层的左半部分交换节点构成第一节点子阵列121,第1层节点层、第2层节点层和第3层节点层的右半部分交换节点构成第二节点子阵列122,第一节点子阵列和第二节点子阵列的输入元素个数均为4个。从图中可以看出,第4层节点层中的同一交换节点输出的数据元素,来自于不同的节点子阵列,因此0和1需要传输到不同的节点子阵列,2和3、4和5、6和7同理需要传输到不同的节点子阵列,由此可以确定互为邻接单元的SGE1和SGE3需要有相反的参数取值,使S0,1和S0,3具有相反的开关状态,从而使0和1输出到不同的节点子阵列。同理,SGE0和SGE2具有相反的参数取值,SGE0和SGE3具有相同的参数取值,SGE1和SGE3具有相同的参数取值。参考图8所示,可以利用实线表示互为邻接单元的两个参数生成单元具有相同的参数取值,利用虚线表示互为邻接单元的两个参数生成单元具有相反的参数取值。
具体的,在确定目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系后,可以确定目标单元和指定单元的第一参数取值关系。其中,在目标单元的邻接单元为指定单元时,可以将目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,作为目标单元与指定单元的第一参数取值关系;在目标单元的邻接单元不为指定单元时,可以根据目标单元的邻接单元确定目标单元的邻接单元的邻接单元,以及目标单元的邻接单元和目标单元的邻接单元的邻接单元的第二参数取值关系,根据目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,以及目标单元的邻接单元和目标单元的邻接单元的邻接单元的第二参数取值关系,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系,在参数生成单元的数量更多时以此类推。
具体实施时,目标单元可以基于目标单元的邻接单元,构建以目标单元为中心的单元邻接关系链,单元邻接关系链中邻接的参数生成单元之间利用连接线连接,连接线具有第一状态或第二状态,分别用于体现第二参数取值关系为相同或相反;之后目标单元可以根据单元邻接关系链中目标单元和指定单元之间的连接线,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系。在参数生成单元的数量较少时,目标单元的邻接单元可以为指定单元,则可以直接确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系,节省运算时间。
在参数生成单元的数量较多时,目标单元的邻接单元往往不是指定单元,因此可以通过对单元邻接关系链的扩展,使单元邻接关系链中包括指定单元,也就是说,根据单元邻接关系链中目标单元和指定单元之间的连接线,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系,可以具体为,对单元邻接关系链进行扩展,之后根据扩展的单元邻接关系链中目标单元和指定单元之间的连接线,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系。
具体实施时,控制单元可以根据多个参数生成单元的数量确定单元邻接关系链的扩展次数,若多个参数生成单元的数量为N/2个,则扩展次数可以为log2(N/2)-1,将单元邻接关系链的建立作为第1次迭代,结合log2(N/2)-1次扩展,相当于经过log2(N/2)次迭代,每次迭代对应一个时钟周期,则每层节点层的参数确定需要log2(N/2)个时钟周期。
目标单元可以根据单元邻接关系链的扩展次数,对单元邻接关系链进行扩展,之后根据扩展的单元邻接关系链中目标单元和指定单元之间的连接线,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系。其中,在单元邻接关系链的第i次扩展过程中,目标单元获取目标单元的邻接单元的邻接信息,并根据目标单元的邻接单元的邻接信息,为单元邻接关系链增加目标单元的第2i-1+1至2i级邻接单元,并为所述单元邻接关系链中相邻接的参数生成单元增加连接线,单元邻接关系链中,目标单元的第k+1级邻接单元为目标单元的第k级邻接单元的邻接单元,目标单元的邻接单元作为目标单元的第1级邻接单元,i和k为大于0的整数。
参考图9所示,为本申请实施例提供的一种单元邻接关系链的扩展过程示意图,利用实线表示互为邻接单元的两个参数生成单元具有相同的参数取值,利用虚线表示互为邻接单元的两个参数生成单元具有相反的参数取值,SGE0可以确定SGE2和SGE3为其邻接单元,SGE1可以确定SGE2和SGE3为其邻接单元,SGE2可以确定SGE1和SGE0为其邻接单元,SGE3可以确定SGE0和SGE1为其邻接单元,在SGE3为指定单元时,SGE2根据其邻接单元并不能确定其与指定单元的第二参数取值关系,因此需要获取SGE2的第2级邻接单元,即SGE2的邻接单元SGE1和SGE0的邻接单元,从而在单元邻接关系链中增加SGE3。
在扩展单元邻接关系链后,只要确保各个SGE的参数取值满足上图中的连接关系,就可以为目标网络的目标节点层的交换节点确定状态参数,例如可以给定SGE3的参数取值为0,按照连接关系,可以确定其他SGE的值,即SGE0的参数取值为0,SGE1和SGE2的参数取值为均为1,由此可知,SGE0、SGE1、SGE2、SGE3对应的交换节点S0,0、S0,1、S0,2和S0,3的开关状态,参考图10所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的另一种结构示意图,S0,0、S0,1、S0,2和S0,3的开关状态分别为直通、交换、交换、直通。
参考图11所示,为本申请实施例提供的另一种单元邻接关系链的扩展过程示意图,其中包括22个参数生成单元,图中的小方块用于标识参数生成单元,小方块邻接的数字表示该参数生成单元为目标单元的邻接单元的级数,数字0邻接的小方块为目标单元,灰色填充的小方块为单元邻接关系链中的参数生成单元,未填充的小方块为目标单元所未知的参数生成单元的位置,灰色填充的小方块之间的连线表示其连接的参数生成单元的第二参数取值关系,图11中并未对第二参数取值关系进行研究,因此不区分各个连线的状态,实际使用中,各个连线可以具有不完全相同的状态。
根据参数生成单元的数量可以确定,需要对单元邻接关系链进行log222次扩展,对log222向下取整,需要进行5次扩展,参考图11,第一个圆环所示的单元邻接关系链中包括目标单元和目标单元的两个第1级邻接单元,为目标节点初始建立的单元邻接关系链,此时单元邻接关系链中包括3个参数生成单元;在完成第1次单元邻接关系链的扩展后,可以得到目标单元的两个第2(20)级邻接单元,从而扩展得到第二个圆环所示的单元邻接关系链,此时单元邻接关系链中包括5个参数生成单元;在完成第2次单元邻接关系链的扩展后,可以得到目标单元的两级邻接单元,即得到目标单元的第3和第4(21+1至22)级邻接单元,共4个参数生成单元,从而扩展得到第三个圆环所示的单元邻接关系链,此时单元邻接关系链中包括9个参数生成单元;在完成第3次单元邻接关系链的扩展后,可以得到目标单元的四级邻接单元,即得到目标单元的第5、6、7、8(22+1至23)级邻接单元,共8个参数生成单元,从而扩展得到第四个圆环所示的单元邻接关系链,此时单元邻接关系链中包括17个参数生成单元;在完成第4次单元邻接关系链的扩展后,可以得到目标单元的第9、10、11(23+1至24)级邻接单元,共5个参数生成单元,目标单元的第12、13、14、15、16级邻接单元不存在,因此无法得到,从而完成单元邻接关系链的扩展,得到第五个圆环所示的单元邻接关系链,此时单元邻接关系链中包括全部22个参数生成单元。图11所示为其中一个目标单元对应的单元邻接关系链示意图,对于每个参数生成单元,均有类似的单元邻接关系链示意图,即在建立单元邻接关系链后。
目标单元在对单元邻接关系链进行扩展之后,可以根据扩展的单元邻接关系链中目标单元和指定单元之间的连接线,确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系,其中若目标单元和指定单元之前具有其他参数生成单元,则目标单元和指定单元之间具有多条连接线,则可以根据多条连接线确定目标单元与指定单元的第一参数取值关系。例如,可以根据多条连接线中具有第二状态的连接线的数量确定目标单元和指定单元的第一参数取值关系,由于连接线具有第二状态表示相邻接的参数生成单元的第二参数取值关系相反,则若多条连接线中具有第二状态的连接线的数量为奇数,则目标单元和指定单元的第一参数取值关系为相反,若多条连接线中具有第二状态的连接线的数量为偶数,则目标单元和指定单元的第一参数取值关系为相同。
基于上述方式,可以确定出第一参数取值关系,并利用计算单元确定目标节点层的交换节点的状态参数,之后,可以将目标节点层的下一层节点层作为新的目标节点层,并根据新的目标节点层确定新的对称节点层,利用目标节点层的交换节点的状态参数,确定新的目标节点层的输入数据向量以及新的对称节点层的输出数据向量,从而确定新的目标节点层的交换节点的状态参数,直到确定所有目标节点层的交换节点的状态参数。
参考图12所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的又一种结构示意图,S0,0、S0,1、S0,2和S0,3的开关状态分别为直通、交换、交换、直通,则可以将第1层节点层作为新的目标节点层,将第3层节点层作为新的对称节点层,第1层节点层的输入数据向量根据第0层节点层的输入数据向量、第0层节点层的交换节点的状态参数以及第0层节点层和第1层节点层的节点连接信息确定,即为70345261,其中7034输入到第二节点子阵列,5261输入到第一节点子阵列,第3层节点层的输出数据向量根据第1层节点层的输入数据向量、第4层节点层的输出数据向量以及第1至第4层节点层的节点连接信息确定,具体的,输入到第一节点子阵列中的数据元素1将输出到S4,0,则该数据元素1通过与S4,0连接的S3,2的右端口输出,输入到第二节点子阵列中的数据元素0将输出到S4,0,则该数据元素0通过与S4,0连接的S3,0的右端口输出,以此类推,可以得到第3节点层的输出数据向量为03471256。
在确定新的对称节点层的输出数据向量之后,计算单元可以利用新的对称节点层的输出数据向量和旧的对称节点层的输出数据向量,确定旧的对称节点层的交换节点的状态参数。以旧的对称节点层为第2log2N-2-j层节点层,新的对称节点层为2log2N-3-j层节点层为例,可以根据第2log2N-3-j层节点层的输出数据向量以及第2log2N-2-j节点层的输出数据向量,确定第2log2N-2-j节点层的交换节点的状态参数,具体的,可以根据第2log2N-3-j层节点层的输出数据向量以及第2log2N-2-j节点层和第2log2N-3-j层节点层的节点连接信息,确定第2log2N-2-j节点层的输入数据向量,进而根据第2log2N-2-j节点层的输入数据向量和输出数据向量,确定第2log2N-2-j节点层的交换节点的状态参数。参考图12所示,例如旧的对称节点层为第4层节点层,新的对称节点层为第3层节点层,根据第3层节点层的输出数据向量,以及第3层节点层和第4层节点层的节点连接信息,可以得到第4层节点层的交换节点的状态参数,S4,0、S4,1、S4,2和S4,3的状态参数分别为0、1、0、1,对应的开关状态分别为直通、交换、直通、交换。
之后,可以根据第1层节点层的输入数据向量和第3层节点层的输出数据向量,确定第1层节点层的交换节点的状态参数,参考图13所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的再一种结构示意图,第1层节点层和第3层节点层之间的交换节点被分为4(M为2)个节点子阵列,包括S2,0、S2,1、S2,2、S2,3,这些交换节点分别属于第一阵列组123和第二阵列组124,从而可以确定S1,2对应的SGE2和S1,3对应的SGE3互为邻接单元且第二参数取值关系为相反,S1,1对应的SGE1和S1,0对应的SGE0互为邻接单元且第二参数取值关系为相同,对应不同阵列组中的SGE可以具有各自的指定单元,从而确定S1,0、S1,1、S1,2、S1,3的开关状态分别为直通、直通、直通、交换。至此,完成了目标网络中各个目标节点层的交换节点的状态参数的确定。
参考图14所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的还一种结构示意图,S1,0、S1,1、S1,2、S1,3的开关状态分别为直通、直通、直通、交换,之后,可以确定对称节点层的交换节点的状态参数,以确定对称节点层的交换节点的开关状态。参考图15所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的又再一种结构示意图,可以确定对称节点层的交换节点S3,0、S3,1、S3,2、S3,3的开关状态分别为交换、交换、直通、直通,确定过程不再详述。
本申请实施例中,目标单元在确定目标节点层的交换节点的状态参数后,若目标节点层和中间节点层相邻,则可以根据目标节点层的输入数据向量、目标节点层的交换节点的状态参数以及目标节点层和中间节点层的节点连接信息,确定中间节点层的输入数据向量,并根据中间节点层的输入数据向量、对称节点层的输出数据向量以及中间节点层和对称节点层之间的节点连接信息,确定中间节点层的输出数据向量,基于此,计算单元可以根据中间节点层的输入数据向量和输出数据向量,确定中间节点层的交换节点的状态参数。
也就是说,从目标网络的输入端到输出端,可以将中间节点层之前的节点层作为目标节点层,将中间节点层之后的节点层作为对称节点层,依次对目标节点层的交换节点的状态参数进行确定,而后可以据此确定中间节点层和对称节点层的交换节点的状态参数,从而对目标网络的所有节点层的交换节点的状态参数进行确定,参数生成单元通过对前log2N层层节点层进行计算,时间复杂度为O(log2N),大大降低了时间复杂度,随着目标网络输入矢量并行度上升,目标网络的配置效率将大大提升,使目标网络的性能大大提升。
参考图14所示,第2层节点层作为中间节点层,根据第1层节点层的输入数据向量、第1层节点层的交换节点的状态参数以及第1层节点层和第2层节点层的节点连接信息,确定第2层节点层的输入数据向量为73045126,根据第2层节点层的输入数据向量、第3层节点层的输出数据向量以及第2层节点层和第3层节点层的节点连接信息,确定中间节点层的输出数据向量为37041526,参考图15所示,为本申请实施例中目标网络在交换节点的状态参数确定过程中的又一种结构示意图。据此可以确定中间节点层的交换节点S2,0、S2,1、S2,2、S2,3的开关状态分别为交换、直通、交换、直通,得到图4所示的目标网络。
本申请实施例中,多个参数生成单元可以通过硬件实现,无需运行生成状态参数的程序即可确定状态参数,提高目标网络性能。利用多个硬件并行计算,大大降低时间复杂度,多个参数生成单元作为分离的块(block),可以进行独立计算,交互的信号较少,利于芯片后端布局布线,具体的,多个参数生成单元可以和统一的总线连接,实现彼此之间的数据交互,布局布线复杂度低,所占用的芯片面积很小,面效比高。
在计算目标节点层的交换节点的状态参数的过程中,进行单元邻接关系链构建和扩展,需要log2(N/2)次迭代,即每层节点层的运算的时间复杂度进一步降低至O(log2(N/2)),这样通过进行log2N层的运算,每层运算经过log2(N/2)次迭代,总时间复杂度为O(log2(N/2)*log2N),充分利用了硬件的并行特性,降低了时间复杂度,性能大大提升。此外,利用硬件在线计算状态参数,状态参数在计算得到后即使配置到目标网络,无需进行额外的状态参数的存储,节省了宝贵的片上缓存资源。
目标单元可以包括目的编号寄存器,用于存储目标单元对应的目的元素编号,目的编号寄存器和目的编号总线(DST INDEX BUS)连接,用于通过目的编号总线向多个参数生成单元中除目标单元之外的其他单元提供存储的目标元素编号,这样其他单元可以利用目的编号总线获取到目的编号向量,用于后续确定邻接单元。参考图16所示,为本申请实施例提供的一种参数生成单元的结构示意图,以SGE0作为目标单元为例,其具有两个输入的数据元素,相应的,目标单元包括目的编号寄存器1和目的编号寄存器2,分别用于存储两个数据元素对应的目的元素编号dst_ids0和dst_ids1。
目标单元可以包括邻接选择器(neighbour search unit),用于确定目标单元的邻接单元,以及目标单元和目标单元的邻接单元的第二参数取值关系;目标单元可以包括单元寄存器,用于存储单元邻接关系链中目标单元的至少一级邻接单元的单元标识,目标单元还可以包括第二取值关系寄存器,用于存储目标单元和目标单元的至少一级邻接单元的第二参数取值关系。单元寄存器和第二取值关系寄存器分别与单元总线(neighbourBUS)连接,用于通过单元总线向多个参数生成单元中除目标单元之外的其他单元提供存储的单元标识,以及目标单元和目标单元的至少一级邻接单元的第二参数取值关系。单元寄存器例如可以用于存储单元邻接关系链中目标单元的最高级邻接单元的单元标识。
参考图16所示,邻接选择器包括邻接选择器1和邻接选择器2,分别用于根据两个输入的数据元素进行邻接单元和第二参数取值关系的确定;单元寄存器包括单元寄存器1和单元寄存器2,分别用于存储基于两个输入的数据元素确定的目标单元的至少一级邻接单元:neighbour0和neighbour1,第二取值关系寄存器包括第二取值关系寄存器1和第二取值关系寄存器2,分别用于存储基于两个输入的数据元素确定的第二参数取值关系:inv_flag0和inv_flag1,neighbour0和neighbour1会被传输到单元总线。
目标单元还可以包括第一数据选择器,第一数据选择器与单元总线连接,用于根据目标单元的至少一级邻接单元,从单元总线获取至少一级邻接单元中最高级邻接单元的至少一级邻接单元,以及目标单元的至少一级邻接单元和该最高级邻接单元的第二参数取值关系。参考图16所示,单元寄存器与第一数据选择器连接,第一数据选择器包括第一数据选择器1和第一数据选择器2,分别用于基于单元寄存器1和单元寄存器2获取该最高级邻接单元的至少一级邻接单元,以及最高级邻接单元的至少一级邻接单元和该最高级邻接单元的第二参数取值关系。
本申请实施例中,指定单元可以在多个参数生成单元中具有最大编号值,在多个参数生成单元被分为多个阵列组时,指定单元可以为单个阵列组中具有最大编号值的单元,目标单元可以包括比较器(compare unit)和第二数据选择器,比较器用于确定单元邻接关系链中的参数生成单元的最大编号值,第二数据选择器用于向比较器输出单元邻接关系链中的参数生成单元的编号值。参考图16所示,第二数据选择器包括第二数据选择器1和第二数据选择器2,分别用于向比较器输出基于两个输入元素确定的单元邻接关系链中的参数生成单元的编号值int_max0和int_max1。
目标单元还包括最大编号寄存器和第一取值关系寄存器,最大编号寄存器用于存储单元邻接关系链中的参数生成单元的最大编号值对应的单元标识,第一取值关系寄存器用于存储具有最大编号值的参数生成单元与目标单元的第二参数取值关系,最大编号寄存器和第一取值关系寄存器分别与单元总线连接,用于通过单元总线向多个参数生成单元中除目标单元之外的其他单元提供存储的最大编号值对应的单元标识和最大编号值的参数生成单元与目标单元的第二参数取值关系。最大编号寄存器存储的最大编号值对应的单元标识为interval max,最大编号值的参数生成单元与目标单元的第二参数取值关系为inv_flag2。
参考图17所示,为本申请实施例提供的一种寄存器的存储状态示意图,对应图9的单元邻接关系链,在第一轮迭代后,单元邻接关系链根据目标单元和目标单元的邻接单元建立,各个目标节点均建立各自的单元邻接关系链,各个目标单元的邻接单元以及与邻接单元的第二参数取值关系被存储到寄存器中,单元邻接关系链中编号最大的SGE以及目标节点与编号最大的SGE的第二存储取值关系也被存储到寄存器中,此时SGE0分别和SGE2、SGE3邻接,SGE0和SGE2的第二存储取值关系相反,SGE0和SGE3的第二存储取值关系相同,interval max为S3,等等。
在第二轮迭代过程中,对单元邻接关系链进行扩展,SGE0邻接单元扩张为SGE1,SGE2邻接单元扩张为SGE3,其interval max值变化为S3,等等。当每个SGE对应的intervalmax值相同时,表示SGE有效范围(即各个单元邻接关系链)已经扩张到了包含所有参数生成单元的整个环,inv_flag2中存储的值可以用于计算SGE的开关状态。
基于本申请实施例提供的一种重排列方法,本申请实施例还提供了一种重排列装置,参考图18所示,为本申请实施例提供的一种重排列装置的结构框图,重排列装置1300包括:
数据出入单元,用于为所述目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述的参数生成装置得到。
本申请实施例还提供了一种计算机设备,该计算机设备为前述介绍的计算机设备,可以包括终端设备或服务器,前述的重排列装置可以配置在该计算机设备中。下面结合附图对该计算机设备进行介绍。
若该计算机设备为终端设备,请参见图19所示,本申请实施例提供了一种终端设备,以终端设备为手机为例:
图19示出的是与本申请实施例提供的终端设备相关的手机的部分结构的框图。参考图19,手机包括:射频(Radio Frequency,简称RF)电路1410、存储器1420、输入单元1430、显示单元1440、传感器1450、音频电路1460、无线保真(简称WiFi)模块1470、处理器1480、以及电源1490等部件。本领域技术人员可以理解,图19中示出的手机结构并不构成对手机的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图19对手机的各个构成部件进行具体的介绍:
RF电路1410可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,给处理器1480处理;另外,将设计上行的数据发送给基站。
存储器1420可用于存储软件程序以及模块,处理器1480通过运行存储在存储器1420的软件程序以及模块,从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器1420可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器1420可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元1430可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,输入单元1430可包括触控面板1431以及其他输入设备1432。
显示单元1440可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元1440可包括显示面板1441。
手机还可包括至少一种传感器1450,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。
音频电路1460、扬声器1461,传声器1462可提供用户与手机之间的音频接口。
WiFi属于短距离无线传输技术,手机通过WiFi模块1470可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
处理器1480是手机的控制中心,利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1420内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1420内的数据,执行手机的各种功能和处理数据。
手机还包括给各个部件供电的电源1490(比如电池)。
在本实施例中,该终端设备所包括的处理器1480还具有以下功能:
为目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述的参数生成装置得到。
若计算机设备为服务器,本申请实施例还提供一种服务器,请参见图20所示,图20为本申请实施例提供的服务器1500的结构图,服务器1500可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上处理器1522,如中央处理器(Central ProcessingUnits,简称CPU),存储器1532,一个或一个以上存储应用程序1542或数据1544的存储介质1530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器1532和存储介质1530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出),每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,处理器1522可以设置为与存储介质1530通信,在服务器1500上执行存储介质1530中的一系列指令操作。
服务器1500还可以包括一个或一个以上电源1526,一个或一个以上有线或无线网络接口1550,一个或一个以上输入输出接口1558,和/或,一个或一个以上操作系统1541,例如Windows ServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM等等。
上述实施例中由服务器所执行的步骤可以基于图20所示的服务器结构。
另外,本申请实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质用于存储计算机程序,所述计算机程序用于执行上述实施例提供的方法。
本申请实施例还提供了一种包括指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例提供的方法。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质可以是下述介质中的至少一种:只读存储器(英文:Read-only Memory,缩写:ROM)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备及系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本申请的一种具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。而且本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上,还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种参数生成装置,其特征在于,所述装置包括:控制单元、计算单元和多个参数生成单元:
所述控制单元,用于确定目标网络中待处理的目标节点层;所述目标网络包括多个交换节点,所述多个交换节点构成节点阵列,所述节点阵列中相邻两个节点层之间具有连接关系,所述目标网络用于对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;
所述多个参数生成单元和所述目标节点层的交换节点一一对应,用于根据所述目标网络的结构信息、所述初始数据向量和所述目标数据向量,并行确定所述多个参数生成单元分别与指定单元的第一参数取值关系,所述指定单元为所述多个参数生成单元中具有预设参数取值的单元;
所述计算单元,用于根据所述第一参数取值关系和所述预设参数取值分别确定所述多个参数生成单元的预测参数取值,所述预测参数取值分别作为与所述多个参数生成单元对应的交换节点的状态参数,所述状态参数用于指示交换节点的开关状态为直通状态或交换状态。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,每个所述交换节点用于对两个数据元素进行顺序处理,所述初始数据向量中的数据元素的数量为N个,所述多个参数生成单元的数量和所述目标节点层的交换节点的数量为N/2,所述目标网络中节点层的数量为2log2 N-1,所述目标节点层为所述目标网络中从输入侧至输出侧的第一方向上的前log2 N-1层节点层中的任意一层。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述目标网络中具有与所述目标节点层关于中间节点层对称的对称节点层,针对所述多个参数生成单元中的目标单元,所述目标单元和所述指定单元的第一参数取值关系根据如下方式确定:
所述目标单元根据所述目标网络的结构信息、所述初始数据向量和所述目标数据向量,确定所述目标节点层的输入数据向量以及所述对称节点层的输出数据向量;
所述目标单元根据所述目标节点层的输入数据向量以及所述对称节点层的输出数据向量,确定所述目标单元的邻接单元,使邻接节点的输入元素与目标节点的输入元素,经由所述对称节点层中的同一交换节点输出;所述目标节点为所述目标节点层中与所述目标单元对应的交换节点,所述邻接节点为所述目标节点层中与所述目标单元的邻接单元对应的交换节点;
所述目标单元根据所述目标节点层和所述对称节点层之间的节点连接信息,确定所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系;
所述目标单元根据所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,确定所述目标单元和所述指定单元的第一参数取值关系。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述目标节点层为所述目标网络中在所述第一方向上的第j层节点层,所述j为大于或等于0,且小于或等于log2 N-2的整数,所述中间节点层为所述目标网络中的第log2 N-1层节点层,所述目标单元根据所述目标网络的结构信息、所述初始数据向量和所述目标数据向量,确定所述目标节点层的输入数据向量以及所述对称节点层的输出数据向量,包括:
若所述j为0,所述对称节点层为所述目标网络中在所述第一方向上的第2log2 N-2层节点层,则确定所述初始数据向量为所述目标节点层的输入数据向量,所述目标数据向量为所述对称节点层的输出数据向量;
若所述j大于0,所述对称节点层为所述目标网络中在所述第一方向上的第2log2 N-2-j层节点层,则根据所述目标网络中在所述第一方向上的第j-1层节点层的输入数据向量、所述第j-1层节点层的交换节点的状态参数以及所述目标节点层和所述第j-1层节点层之间的节点连接信息确定所述目标节点层的输入数据向量,根据所述目标节点层的输入数据向量、所述目标网络中在所述第一方向上的第2log2 N-1-j层节点层的输出数据向量以及所述目标节点层和所述第2log2 N-1-j层节点层之间的节点连接信息确定所述对称节点层的输出数据向量。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述计算单元还用于:
根据所述目标网络中在所述第一方向上的第2log2 N-3-j层节点层的输出数据向量以及所述对称节点层的输出数据向量,确定所述对称节点层的交换节点的状态参数。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述目标单元还用于:
在确定所述目标节点层的交换节点的状态参数后,若所述目标节点层和所述中间节点层相邻,根据所述目标节点层的输入数据向量、所述目标节点层的交换节点的状态参数以及所述目标节点层和所述中间节点层的节点连接信息,确定所述中间节点层的输入数据向量;
根据所述中间节点层的输入数据向量、所述对称节点层的输出数据向量以及所述中间节点层和所述对称节点层之间的节点连接信息确定所述中间节点层的输出数据向量;
所述计算单元还用于:根据所述中间节点层的输入数据向量和所述中间节点层的输出数据向量,确定所述中间节点层的交换节点的状态参数。
7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述目标节点层和所述对称节点层之间具有2log2 N-1-2*M层节点层,所述目标单元根据所述目标节点层和所述对称节点层之间的节点连接信息,确定所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,包括:
所述目标单元将所述目标节点层和所述对称节点层之间的交换节点分为结构相同的2M个节点子阵列,每个所述节点子阵列所包含的节点层的总层数为2log2 N-1-2*M,所述2M个节点子阵列根据排列顺序被两两分组得到2M-1个阵列组,所述M为正整数;
根据所述目标节点与所述2M个节点子阵列中的交换节点的连接关系,以及所述邻接节点与所述2M个节点子阵列中的交换节点的连接关系,确定满足交换条件时所述目标节点和所述邻接节点的第二参数取值关系,作为所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,所述交换条件为由所述对称节点层中的同一交换节点输出的数据元素,分别由所述目标节点和所述邻接节点输出至同一阵列组中的不同节点子阵列。
8.根据权利要求3-7任一项所述的装置,所述目标单元根据所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系,确定所述目标单元和所述指定单元的第一参数取值关系,包括:
所述目标单元基于所述目标单元的邻接单元,构建以所述目标单元为中心的单元邻接关系链,所述单元邻接关系链中邻接的参数生成单元之间利用连接线连接,所述连接线具有第一状态或第二状态,分别用于体现第二参数取值关系为相同或相反;
所述目标单元根据所述单元邻接关系链中所述目标单元和所述指定单元之间的连接线,确定所述目标单元与所述指定单元的第一参数取值关系。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
根据所述多个参数生成单元的数量确定所述单元邻接关系链的扩展次数;
所述目标单元根据所述单元邻接关系链中所述目标单元和所述指定单元之间连接线,确定所述目标单元与所述指定单元的第一参数取值关系,包括:
所述目标单元根据所述单元邻接关系链的扩展次数,对所述单元邻接关系链进行扩展;在所述单元邻接关系链的第i次扩展过程中,所述目标单元获取所述目标单元的邻接单元的邻接信息,并根据所述目标单元的邻接单元的邻接信息,为所述单元邻接关系链增加所述目标单元的第2i-1+1至2i级邻接单元,并为所述单元邻接关系链中相邻接的参数生成单元增加连接线,所述单元邻接关系链中,目标单元的第k+1级邻接单元为所述目标单元的第k级邻接单元的邻接单元,所述目标单元的邻接单元作为所述目标单元的第1级邻接单元,所述i和所述k为大于0的整数;
所述目标单元根据扩展的所述单元邻接关系链中所述目标单元和所述指定单元之间的连接线,确定所述目标单元与所述指定单元的第一参数取值关系。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述目标单元包括邻接选择器、单元寄存器、第二取值关系寄存器和第一数据选择器;
所述邻接选择器用于确定所述目标单元的邻接单元,以及所述目标单元和所述目标单元的邻接单元的第二参数取值关系;
所述单元寄存器用于存储所述单元邻接关系链中所述目标单元的至少一级邻接单元的单元标识,所述第二取值关系寄存器用于存储所述目标单元和所述目标单元的至少一级邻接单元的第二参数取值关系,所述单元寄存器和所述第二取值关系寄存器分别与单元总线连接,用于通过所述单元总线向所述多个参数生成单元中除所述目标单元之外的其他单元提供存储的所述单元标识,以及所述目标单元和所述目标单元的至少一级邻接单元的第二参数取值关系;
所述第一数据选择器与所述单元总线连接,用于根据所述至少一级邻接单元,从所述单元总线获取所述至少一级邻接单元中最高级邻接单元的至少一级邻接单元,以及所述最高级邻接单元的至少一级邻接单元和所述最高级邻接单元的第二参数取值关系。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述指定单元在所述多个参数生成单元中具有最大编号值,所述目标单元包括比较器和第二数据选择器,所述比较器用于确定所述单元邻接关系链中的参数生成单元的最大编号值;所述第二数据选择器用于向所述比较器输出所述单元邻接关系链中的参数生成单元的编号值。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述目标单元包括最大编号寄存器和第一取值关系寄存器;
所述最大编号寄存器用于存储所述单元邻接关系链中的参数生成单元的最大编号值对应的单元标识,所述第一取值关系寄存器用于存储具有所述最大编号值的参数生成单元与所述目标单元的第二参数取值关系,所述最大编号寄存器和所述第一取值关系寄存器分别与单元总线连接,用于通过所述单元总线向所述多个参数生成单元中除所述目标单元之外的其他单元提供存储的所述最大编号值对应的单元标识和所述最大编号值的参数生成单元与所述目标单元的第二参数取值关系。
13.根据权利要求1-7任一项所述的装置,其特征在于,所述目标网络的输入数据还包括目的编号向量,所述目的编号向量包括多个目的元素编号,分别用于指示所述初始数据向量中的多个数据元素在所述目标数据向量中的元素编号;
所述目标单元包括目的编号寄存器,用于存储所述目标单元对应的目的元素编号,所述目的编号寄存器与向量总线连接,用于通过所述目的编号总线向所述多个参数生成单元中除所述目标单元之外的其他单元提供存储的目的元素编号。
14.一种重排列方法,其特征在于,所述方法包括:
为目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过如权利要求1-13所述的参数生成装置得到。
15.一种重排列装置,其特征在于,所述装置包括:
数据输入单元,用于为所述目标网络输入初始数据向量,以利用所述目标网络对所述初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量;所述目标网络中的交换节点的状态参数通过如权利要求1-13所述的参数生成装置得到。
16.一种重排列系统,其特征在于,包括:重排列控制器、目标网络以及如权利要求1-13所述的参数生成装置;
所述重排列控制器用于执行如权利要求14所述的重排列方法;
所述目标网络用于对初始数据向量中的数据元素进行重排列得到目标数据向量,所述目标网络中的交换节点的状态参数通过所述参数生成装置得到。
17.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器以及存储器:
所述存储器用于存储计算机程序,并将所述计算机程序传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行权利要求14所述的重排列方法。
18.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序,所述计算机程序用于执行权利要求14所述的重排列方法。
19.一种包括计算机程序的计算机程序产品,其特征在于,当其在计算机设备上运行时,使得所述计算机设备执行权利要求14所述的重排列方法。
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