GMToL1随路转换-ND2NZ搬运（DataCopy）
【免费下载链接】asc-devkit本项目是CANN 推出的昇腾AI处理器专用的算子程序开发语言，原生支持C和C++标准规范，主要由类库和语言扩展层构成，提供多层级API，满足多维场景算子开发诉求。项目地址: https://gitcode.com/cann/asc-devkit
产品支持情况
- Ascend 950PR/Ascend 950DT：支持
- Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品：支持
- Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品：支持
- Atlas 200I/500 A2 推理产品：不支持
- Atlas 推理系列产品AI Core：支持
- Atlas 推理系列产品Vector Core：不支持
- Atlas 训练系列产品：不支持
- Kirin X90：支持
- Kirin 9030：支持
功能说明
头文件路径为：basic_api/kernel_operator_data_copy_intf.h。
该接口主要实现将矩阵从Global Memory搬运至L1 Buffer（TPosition为A1/B1），并支持在数据搬运时进行ND到NZ格式的转换。
ND到NZ的格式转换等价于DN到ZN的格式转换，如图1。
图1ND2NZ与DN2ZN示意图
函数原型
template <typename T> __aicore__ inline void DataCopy(const LocalTensor<T>& dst, const GlobalTensor<T>& src, const Nd2NzParams& intriParams)特别针对Ascend 950PR/Ascend 950DT，函数原型请参考如下：
template <typename T, bool enableSmallC0 = false> __aicore__ inline void DataCopy(const LocalTensor<T>& dst, const GlobalTensor<T>& src, const Nd2NzParams& intriParams)参数说明
表1模板参数说明
| 参数名 | 描述 |
|---|---|
| T | 源操作数或者目的操作数的数据类型。支持的数据类型请参考数据类型。 |
| enableSmallC0 | SmallC0模式开关：当dValue小于等于4的时候，C0_SIZE会补齐到4 * sizeof(T)字节。 默认不开启。不同的型号，enableSmallC0支持度不同，请参考enableSmallC0参数支持度说明。 |
enableSmallC0参数支持度说明
- 针对Ascend 950PR/Ascend 950DT，新增enableSmallC0参数，调用该接口必须配置参数enableSmallC0；
- 其他型号不支持该参数。
表2参数说明
| 参数名称 | 输入/输出 | 含义 |
|---|---|---|
| dst | 输出 | 目的操作数，类型为LocalTensor，存储位置为L1 Buffer（TPosition为A1/B1），目的地址需要32字节对齐。 |
| src | 输入 | 源操作数，类型为GlobalTensor，存储位置为Global Memory，源地址需要1字节对齐。 |
| intriParams | 输入 | ND2NZ搬运参数，类型为Nd2NzParams。 Nd2NzParams参数说明请参考表4。 |
表3Nd2NzParams结构体参数定义
| 参数名称 | 含义 |
|---|---|
| ndNum | 源矩阵中ND矩阵的数量，取值范围：ndNum∈[0, 4095]。 注：ndNum = 0表示不执行搬运，该接口将被视为NOP（空操作）。 |
| nValue | 源矩阵中ND矩阵的行数，取值范围：nValue∈[0, 16384]。 注：nValue = 0表示不执行搬运，该接口将被视为NOP（空操作）。 |
| dValue | 源矩阵中ND矩阵的列数，取值范围：dValue∈[0, 65535]。当dValue * sizeof(T)不满足32字节对齐时，在目的矩阵中会补0对齐到32字节。 注：dValue = 0表示不执行搬运，该接口将被视为NOP（空操作）。 |
| srcNdMatrixStride | 源矩阵相邻ND矩阵起始地址间的偏移，取值范围：srcNdMatrixStride∈[0, 65535]，单位：元素个数。 • ndNum = 1时，srcNdMatrixStride无意义，设置为0即可。 • ndNum ≠ 1时，当srcNdMatrixStride = 0时，表示重复搬出源矩阵的第一个ND矩阵。 |
| srcDValue | 源矩阵一行中包含的元素个数，取值范围：srcDValue∈[1, 65535]，单位：元素个数。 |
| dstNzC0Stride | ND转换为NZ格式后，目的NZ矩阵中相邻Z矩阵起始地址的偏移，取值范围：dstNzC0Stride∈[1, 16384]，单位：C0_SIZE（32字节）。 |
| dstNzNStride | 目的矩阵中，NZ矩阵中相邻行起始地址的偏移，取值范围：dstNzNStride∈[1, 16384]，单位：C0_SIZE（32字节）。 |
| dstNzMatrixStride | 目的矩阵中，相邻NZ矩阵起始地址的偏移，取值范围：dstNzMatrixStride∈[0, 16384]，单位：元素个数。 • ndNum = 1时，dstNzMatrixStride无意义，设置为0即可。 • ndNum ≠ 1时，当dstNzMatrixStride = 0时，表示目的矩阵中搬入的每个NZ矩阵都会覆盖第一个NZ矩阵。 |
数据类型
源矩阵和目的矩阵支持的数据类型保持一致。
针对Ascend 950PR/Ascend 950DT，支持的数据类型为：bool、int8_t、uint8_t、fp4x2_e2m1_t、fp4x2_e1m2_t、hifloat8_t、fp8_e5m2_t、fp8_e4m3fn_t、fp8_e8m0_t、int16_t、uint16_t、half、bfloat16_t、int32_t、uint32_t、float、complex32。
针对Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品，支持数据类型为：b4（int4b_t）、int8_t、uint8_t、int16_t、uint16_t、int32_t、uint32_t、half、bfloat16_t、float。
针对Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品，支持数据类型为：b4（int4b_t）、int8_t、uint8_t、int16_t、uint16_t、int32_t、uint32_t、half、bfloat16_t、float。
针对Atlas 推理系列产品AI Core，支持数据类型为：int16_t、uint16_t、int32_t、uint32_t、half、float。
Kirin X90，支持数据类型为：int8_t、uint8_t、int16_t、uint16_t、half。
Kirin 9030，支持数据类型为：int8_t、uint8_t、int16_t、uint16_t、half。
返回值说明
无
约束说明
当输入数据类型是b4时，ND2NZ过程中数据是基于b8类型进行处理，因此参数需要根据b8类型进行设置。
位于Global Memory的源地址必须1字节对齐，位于L1 Buffer的目的地址必须32字节对齐。
当Nd2NzParams结构体参数ndNum、nValue、dValue任意一个值为0时，该指令不会执行，该接口将被视为NOP（空操作）。
搬运至L1 Buffer的数据不能重叠，如果存在重叠写入，硬件不会产生任何警告或错误，并且不保证重叠数据的写入顺序。
Nd2NzParams结构体参数的值需在取值范围内：
表4Nd2NzParams结构体参数取值范围
参数名称 取值范围 ndNum [0, 4095] nValue [0, 16384] dValue [0, 65535] srcNdMatrixStride [0, 65535] srcDValue [1, 65535] dstNzC0Stride [1, 16384] dstNzNStride [1, 16384] dstNzMatrixStride [0, 16384]
- 针对Atlas 推理系列产品AI Core，使用Global Memory -> Local Memory通路的ND2NZ搬运接口时，需要预留8K的UB空间，作为接口的临时数据存放区。
关键特性说明
连续搬运
以half数据类型为例，图2为ND2NZ连续搬运示意图。Nd2NzParams结构体参数配置说明如下：
- ndNum = 1，表示搬运的ND矩阵的数量为1。
- nValue = 16，一个ND矩阵的行数。
- dValue = 23，一个ND矩阵的列数。当dValue * sizeof(T)不满足32字节对齐时，在目的矩阵中会补0对齐到32字节。
- srcNdMatrixStride = 0，只有一个ND矩阵，该值为0。
- srcDValue = 32，表示源矩阵一行所含元素个数，即32个half数据类型的元素。
- dstNzC0Stride = 16，NZ矩阵中相邻Z矩阵起始地址的偏移，偏移为16个C0_SIZE。
- dstNzNStride = 1，表示NZ矩阵中相邻行起始地址的偏移。
- dstNzMatrixStride = 0，只有一个NZ矩阵，该值为0。
图2ND2NZ转换示意图（连续搬运）
非连续搬运
以half数据类型为例，图3为ND2NZ非连续搬运示意图。Nd2NzParams结构体参数配置说明如下：
- ndNum = 2，表示搬运的ND矩阵的数量为2。
- nValue = 8，一个ND矩阵的行数。
- dValue = 23，一个ND矩阵的列数。当dValue * sizeof(T)不满足32字节对齐时，在目的矩阵中会补0对齐到32字节。
- srcNdMatrixStride = 384，表示相邻ND矩阵起始地址的偏移，每行32个元素，共12行，偏移为32 * 12 = 384个元素。
- srcDValue = 32，表示源矩阵一行所含元素个数，即32个half数据类型的元素。
- dstNzC0Stride = 37，NZ矩阵中相邻Z矩阵起始地址的偏移，偏移为37个C0_SIZE。
- dstNzNStride = 2，表示NZ矩阵中相邻行起始地址的偏移。
- dstNzMatrixStride = 320，相邻NZ矩阵起始地址的偏移，每行16个元素，共20行，偏移为16 * 20 = 320个元素。
图3ND2NZ转换示意图（非连续搬运）
SmallC0模式
enableSmallC0开启模式下的ND2NZ转换示意图如下：
图4enableSmallC0开启模式下的ND2NZ转换示意图（half数据类型）
![](https://raw.gitcode.com/cann/asc-devkit/raw/1cd1d1192e01ae4a8684cd07552c35e13e5c4bdf/docs/zh/api/figures/enableSmallC0开启模式下的ND2NZ转换示意图-（half数据类型）.png "enableSmallC0开启模式下的ND2NZ转换示意图-（half数据类型）"?utm_source=gitcode_repo_files)
调用示例
如下示例中：在A矩阵不转置，数据类型为half的场景下，使用DataCopy进行随路ND2NZ数据搬运。
搬运过程的数据排布变化示意图如下：
示例代码片段如下，仅展示样例中的部分代码，完整示例请参考：DataCopy_GM2L1样例。
// m=40,k=56,fractalShape[0] = 16,fractalShape[1] = 16,fractalSize = 16 * fractalShape[1] AscendC::Nd2NzParams nd2nzA1Params; // 传输ND矩阵的数目 nd2nzA1Params.ndNum = 1; // ND矩阵的行数 nd2nzA1Params.nValue = m; // ND矩阵的列数 nd2nzA1Params.dValue = k; // 只传输了1个ND矩阵，该参数无效 nd2nzA1Params.srcNdMatrixStride = 0; // 源矩阵一行中包含的元素个数 nd2nzA1Params.srcDValue = k; // 以下这个参数取A矩阵在L1 Buffer上，高度方向的对齐后的长度 nd2nzA1Params.dstNzC0Stride = CeilAlign(m, fractalShape[0]); nd2nzA1Params.dstNzNStride = 1; nd2nzA1Params.dstNzMatrixStride = 0; AscendC::DataCopy(a1Local, aGM, nd2nzA1Params);【免费下载链接】asc-devkit本项目是CANN 推出的昇腾AI处理器专用的算子程序开发语言，原生支持C和C++标准规范，主要由类库和语言扩展层构成，提供多层级API，满足多维场景算子开发诉求。项目地址: https://gitcode.com/cann/asc-devkit
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
