[發明專利]一種存算一體架構的自適應資源配置布局布線方法及系統

在審

• 申請號: 202110758075.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113407258A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 徐寧;梁媛
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F9/50;G06N3/00
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種存算一體架構的自適應資源配置布局布線方法及系統，該方法先讀取包含邏輯門信息的blif網表文件，并設定由多個存算互換處理單元組成的存算一體架構的初始值，然后采用模擬退火算法求解目標函數，并結合A*算法執行存算一體架構的布局布線，得到各存算互換處理單元的最優布局布線方式及其資源利用率，最后判斷各存算互換處理單元的資源利用率是否滿足要求，若滿足，則輸出存算一體架構中存算互換處理單元的總數、關鍵路徑上存算互換處理單元的數量以及各存算互換處理單元的布局布線方式。本設計不僅實現了存算一體架構中硬件資源的自適應分區，而且對資源分區提供了更細粒度的控制。

技術領域

本發明屬于計算機體系結構技術領域，具體涉及一種存算一體架構的自適應資源配置布局布線方法及系統。

背景技術

隨著科學計算、物聯網、大數據、人工智能等應用飛速發展，導致了應用類型的分化，計算密集型和數據密集型的應用，計算訪存特征不同，即使同一個應用中，不同階段計算訪存特征差異也較大。由于硬件實現的固化性，傳統針對不同應用多采用統一計算架構，當其針對不同類型應用或同一應用的不同階段時，效率可能出現急速下降。

隨著憶阻器器件的發展，非馮結構的存算一體架構被提出以解決上述問題。存算一體架構通過在線配置實現同一電路單元在不同時刻具有計算、存儲和互連三個角色之一。通過設計算法，可以在線調整架構中存儲和計算資源的比例，實現數據密集型和計算密集型任務的高效處理。然而存算一體架構與傳統計算架構在物理結構上的顯著不同，導致現有針對傳統計算架構開發的布局布線算法無法適用于存算一體架構的布局布線任務，這就限制了針對存算一體架構的應用程序的開發。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的上述問題，提供一種能夠適用于存算一體架構的自適應資源配置布局布線方法及系統。

為實現以上目的，本發明提供了以下技術方案：

一種存算一體架構的自適應資源配置布局布線方法，依次包括以下步驟：

步驟一、讀取包含邏輯門信息的blif網表文件，并設定由多個存算互換處理單元組成的存算一體架構的初始值；

步驟二、采用模擬退火算法求解目標函數，并結合A*算法執行存算一體架構的布局布線，最終得到各存算互換處理單元的最優布局布線方式及其資源利用率，其中，所述目標函數為代價Cost_i最小：

Cost_i＝(C-AG))XP(i)+CXR(i)

上式中，C為關鍵路徑的長度，A(i)為包含邏輯原語i的最長路徑長度，P(i)為邏輯原語i的放置代價，R(i)為邏輯原語i的路由代價，C_l為存算互換處理單元中使用的邏輯資源數量，C_i為存算互換處理單元中使用的互連資源數量，N_p為極大的正數，U_t為放置邏輯原語i的存算互換處理單元的資源利用率；

步驟三、判斷各存算互換處理單元的資源利用率是否滿足要求，若不滿足，則調整存算一體架構中存算互換處理單元的數量后返回步驟二，若滿足，則輸出存算一體架構中存算互換處理單元的總數、關鍵路徑上存算互換處理單元的數量以及各存算互換處理單元的布局布線方式。

所述步驟二依次包括以下步驟：

2.1、采用模擬退火算法生成存算一體架構的初始布局，并通過A*算法生成所有網絡的路由路徑，得到初始代價；

2.2、在退火過程中求解目標函數，并采用A*算法實現各存算互換處理單元的布局布線；

2.3、根據退火策略更新代價，更新溫度；

2.4、退火結束，得到各存算互換處理單元的最優布局布線方式及其資源利用率。